第
期
L
宋胜辉;曹达仲:从调制方式看 4M
护时间),用于防止瞬时干扰或符号间串扰,! " # 为
并 " 串变换,!#$ 为脉冲成型滤波器。扩频后各用户
的特有 !% 序列相加,由 &$$’ 实现多载波调制和
序列中的每一码片对应一个频率脚,以及每个 %
位块都添加一个 ()*+,-.* 前缀,最后由脉冲成型滤
波器输出。这样,即使某个用户速率较慢,也不必去
占用全部的频率脚,只由其他用户占有即可。
"#" $%&%’$(
基站接收机的基本结构
/(0(1/2 基站接收机的基本结构如图 3 所示。
图
* $%&%’$(
基站接收机基本原理图
图 3 所示的基本内容同图 4,系统对信号处理
的 过 程 与 发 射 端 相 反 ,(!5 为 去 保 护 时 间 ,67 为
均衡。在 $$’ 后的数据将分成多路,每一路对应一
个用户,分别进行解扩。如是单用户接收机将更为
简单。
"#) $%&%’$(
系统的性能
(8)频谱利用率
正交多载波会带来更高的频谱利用率。多载波
系统的频谱如图 9 所示,频分复用系统的频谱如图 :
所示。
图
+
多载波系统的频谱
图
!
频分复用系统的频谱
事实上,1#0(1/2 多载频技术对频谱的利用
也如图 : 所示,可以看出 /(0(1/2 对频谱的利
8L
用率已接近最佳;在理想的情况下可以认为是 1#0
(1/2 系 统 频 谱 利 用 率 的 两 倍 (载 波 数 % 较 大
时)。
(<)抗时延扩展
在多径传播的条件下,发送端发送一个极窄脉
冲 #=>.=!(?);由于多径的存在,各信号到达接收端的
时间不一样,并随移动台的移动而变化。接收信号由
许多时延脉冲组成,即:
!
!"" !(#0#"
#(?)>.=
式中 ! 为多径脉冲个数,#"
>6(?)@
" > 8
A$?
)@
A$?
为第 " 径的时延;""
为反射系数。时延扩展 % 可以理解为在一串接收
脉冲中最大传输时延与最小传输时延的差,也就是
脉冲展宽的时间。若脉冲宽度为 ’,接收脉宽为 ’B
%, 那 么 时 延 扩 展 将 会 引 起 码 间 串 扰 (&:
)C?@*DEFGH- )C?@*0I@*@C+@),为避免 &,码元周期应
大于 ’,或码速率小于 8 " %。在 /(0(1/2 中原始
数据流被复用到 C 个平行数据流后,复用的速率
5F+ 会等于原速率 5 " C; 每个子系统中的 & 会由
’F.J " ’ 变 为 ’F.J " ’F+>’F.J " (CK’)。 式 中 ’F.J
为最大的时延,& 将随着 C 的增加而减小。
(L)克服多径衰落
信号在通过移动信道时,会引起多径衰落,而
且不同的信道和不同的信号也会有不同的衰落。根
据衰落与频率的关系,衰落分为频率选择性衰落和
非频率选择性衰落(平坦衰落)。在非频率选择性衰
落的信道中,信号各分量衰落状况与频率无关,而
且各频率的衰落具有一致性(相关性),衰落的信号
也不会失真。而在频率选择性衰落的信道中,由于
信号的不同频率成分有不同的随机响应,使得衰落
值不一致,信号会产生失真。因此,在传统的调制方
式中,多径的频率选择性衰落会使传输率降低,虽
然通过均衡可以有所改善,但将带来更大的噪声和
对干扰更高的敏感性。然而,在 /(0(1/2 系统
中,由于采用了多载波(/(/)技术;其相关的带宽
只使衰落影响有限的子载波,因而人们可以利用前
向纠错编码将差错有效地进行纠正。同时频分交织
技术也可以使性能得到进一步的提高,不同业务的
数据流子载波间的交织也会提高各个用户数据传
输衰落之间的独立性,发挥与时域交织相类似的作
用。再有,多载波技术还有许多获得多径增益的方
法,比如频(时)域交织,时(频)域编码,以及不同的
LB
频率采用不同的信号星座图和根据信道状态调整
天津通信技术
子载波速率的方法等等。
(B)AA! 的运用带来时频转换
在接收机和发送端对 AA! 的运用,可使 576
7859 将原来用于时域消除扩散的方法用于频域
消除扩散之中,比如最大长度线性反馈移位寄存器
序列可用于监测时域延迟的情况,如果对这个序列
进行 AA!,并以多载波的方式发送,就可以获得
81%%.’( 参数,而且会在多径移动信道中将来自不
同路径的波形表现出不同的 81%%.’( 频移。那么多
载 波 接 收 机 就 可 以 在 AA! 输 出 管 脚 寻 找 序 列 移
位,来发现单独的参数,并通过校正参数来校正本
地接收机的晶振频率和相位,更好的对信号进行跟
踪。5767859 是可以很好的利用这一性质的。
(C)子载波增益控制
5767859 最早是由 D#--&(,E 等人提出来的,
而 D#--&(,E 和 F’’ 则证明了使用 AA! 和可变增益
多径混合器,可以形成相当简单的接收机来接收
5767859 信号,以及其多径增益可以简单地对该
子 信 道 的 衰 落 进 行 控 制 ,D#--&(,E 和 F’’ 还 发 现
5767859 下行链路子载波混合器仅依靠特殊子
载波上的码相位偏置和信号衰落来实现增益控制。
这 种 简 单 的 子 载 波 增 益 及 相 位 纠 正 方 法 可 以 与
G9HI 接收和干扰消除技术结合起来使用。其结果
显示出了一个满负荷(用户数J扩频因子)的 576
7859 系 统 在 一 个 高 时 延 的 信 道 中 表 现 出 有 比
8K67859 好得多的性能。
@JK 1DLDM1F
系统的缺点
5767859 尽管有许多优点,但也不能避免有
不足之处,它的缺点是:
(L)多 普 勒 扩 频 (81%%.’( $%(’&)#-0)的 频 率 偏
差将会破坏子载波的正交性,使误码率提高和相位
出现偏差,导致产生信道间的干扰(>7>),同时使子
M]]L 年
载波的同步难以捕获和跟踪。
(M)功率非线性放大—峰 平 均 功 率 (N9GN)较
高,要求发射机的功放需具有较高的动态范围,因
而使造价提高。对此人们又提出了部分发射序列
N!K 及选择映射 KD5 等解决的方案。
结论
,
5767859 虽然存在某些缺点,但它的性能非
常适合于无线信道的传输,其对频谱高效的利用,
可以极大的提高用户数及传输的速率,这也正是未
来系统亟待解决的问题。5767859 所具有的这些
优势,一度由于实时 AA! 难以实现及存在晶振稳
定性和功率放大器的线性要求等相关的问题而无
法得到发挥。但随着 8KN 的飞速发展,实时 AA! 的
实现已不再成为问题,其它方面的问题也得到了相
应的解决,因此可以设想 5767859 很有可能在
下一代无线通信系统中发挥重要的作用。
O参考文献P
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