多載波CDMA系統中關鍵技術的研究

【摘要】隨著科學技術的發展，未來移動通信系統中必然會引進先進的多載波CDMA系統，本文作者通過對多載波CDMA系統中關鍵技術的研究，并將MC-CDMA與DS-CDMA及OFDM之間的關系進行了詳細的分析與總結。

【關鍵詞】多載波CDMA系統關鍵技術分析總結

一、前言

CDMA（碼分多址技術）具有多地址、穩健的抗衰落性、高抗干擾能力、軟切換等特點，廣泛的應用于各個領域。為了解決信息在傳輸過程中不同傳輸階段傳輸速率矛盾的問題，多年前就有人提出了結合OFDM和CDMA的優點的技術法案，這也就是現在的多載波CDMA技術，多載波CDMA系統具有很高的頻譜利用率。它成功的避免了數據在高速傳播的過程中碼間干擾大的問題，在發送端和接收端，利用快速傅立葉變換（FFT）很容易產生和恢復這些多載波信號，而無須增加發射機和接收機的復雜性。

二、OFDM與CDMA結合的三種方案

多載波CDMA技術主要有MC-CDMA和DS-CDMA兩種方式，MC-CDMA稱為頻域擴頻，DS-CDMA稱為時域擴頻。

2.1MC-CDMA方案

MC-CDMA技術是在頻域上把每個符號進行擴頻，擴頻后把每一個碼片調制到一個子波上面，如果偽碼的長度大于PN則調制到一個子波上面。在數據傳輸的速率比較高的情況下，系統中往往會發生數據選擇性衰落的現象，這就需要在信息傳輸之前就對信息符進行串/并轉化之后在進行頻域擴頻。保證每一個傳輸子波在高頻傳輸情況下不會產生選擇性衰落、還有通過選擇子波的載波個數和保護的時間間隔來實現增加系統抗頻率衰落的穩健性，這些都是多載波系統應該必須具備的技術特性。

2.2MC-DS-CDMA方案

MC-DS-CDMA技術把輸入信息數據比特，對比特話的數據先經過串/并變換，把并行傳輸的信息每路同時經過相同的短碼擴頻，把擴頻后的信息調制到不同的子載波上，相鄰的子帶有1/2的重疊，且保持正交關系。由于擴頻后的帶寬限制在一個子帶內，因此一般選擇較短的擴頻碼。

MC-DS-CDMA是在時域進行信號的迭加，頻譜分布形狀和MC-CDMA相同。由于進行了串/并變換，降低了碼速率，所以不僅抑制了ICI，而且還解決了ISI問題。

2.3MT-CDMA方案

MT-CDMA技術重要的環節就是OFDM信號的產生，OFDM信號主要通過輸入數據流經過串/并變換，在調制到不同的子載波上形成的，由于該信號產生的每一個子波載波之間有1/2重疊，并且滿足正交性。由于MT-CDMA方案使用與子載波數目成正比的更長的擴頻碼，因此與通常的單載波DS-CDMA方案相比，該系統可以容納更多的用戶。

2.4CDMA系統特性比較

CDMA系統的優點，相比較與單載波DS-CDMA而說，較長的碼片周期，更易得到序列同步，多址干擾（MAI）小，抗MAI能力強。多載波CDMA的缺點，需要很嚴格的多載波系統頻率和同步，同步的誤差會導致系統性能的快速惡化。

三、MC-CDMA與DS-CDMA及OFDM的關系

3.1MC-CDMA與DS-CDMA的關系

由于時域擴頻和頻域擴頻之間具有對偶性，可以把MC-CDMA的擴頻碼經過傅立葉變換得到DS-CDMA的擴頻碼。這種對偶性使得在擴頻碼的選擇和接收技術方面兩者可以互相借鑒。由于多載波信號會產生較高的峰值功率與平均功率的比值，所以在選擇MC-CDMA擴頻碼時，除了要考慮尖銳的自相關特性和較低的互相關特性外，還要使MC-CDMA信號的峰值平均功率比限制在一定范圍內。

3.2MC-CDMA與OFDM的關系

在OFDM中，不同的子載波對應不同的信息符號，為了防止某個子載波受深衰落而出錯，必須在OFDM符號的一幀內采用糾錯保護，這就要求子載波的個數能提供編碼所需的冗余量。在MC-CDMA中同一個信息符號中不同擴頻碼片（Chip）采用不同的子載波，因此一個信息符號有多個不同的子載波，它可以不采用糾錯編碼，而且還具有頻率分集的效果。另外，OFDM與MC-CDMA正交性能上也存在差異。OFDM中，僅依靠子載波之間的正交性；而MC-CDMA中，不僅子載波之間存在正交性，而且不同用戶擴頻碼之間也存在正交性，因此，信號正交性是雙重的。

參考文獻

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