Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Множественный доступ с кодовым разделением каналов на нескольких несущих ( MC-CDMA ) - это схема множественного доступа , используемая в телекоммуникационных системах на основе OFDM , позволяющая системе поддерживать нескольких пользователей одновременно в одной и той же полосе частот.

MC-CDMA расширяет каждый пользовательский символ в частотной области. То есть каждый пользовательский символ переносится по множеству параллельных поднесущих, но сдвигается по фазе (обычно на 0 или 180 градусов) согласно значению кода. Кодовые значения различаются для каждой поднесущей и для каждого пользователя. Приемник объединяет все сигналы поднесущих, взвешивая их, чтобы компенсировать изменяющуюся мощность сигнала и отменить кодовый сдвиг. Приемник может разделять сигналы разных пользователей, поскольку они имеют разные (например, ортогональные) значения кода.

Поскольку каждый символ данных занимает гораздо более широкую полосу пропускания (в герцах), чем скорость передачи данных (в бит / с), отношение сигнала к шуму плюс помехи (если оно определяется как мощность сигнала, деленная на общий шум плюс мощность помех в целом). полоса передачи) менее 0 дБ.

Один из способов интерпретации MC-CDMA состоит в том, чтобы рассматривать его как сигнал CDMA прямой последовательности ( DS-CDMA ), который передается после того, как он был пропущен через обратное FFT ( быстрое преобразование Фурье ).

Обоснование [ править ]

Беспроводные радиолинии страдают от частотно-избирательных помех канала. Если сигнал на одной поднесущей выходит из строя, его все равно можно восстановить по энергии, полученной по другим поднесущим.

Нисходящий канал: MC-CDM [ править ]

В нисходящей линии связи (одна базовая станция осуществляет передачу на один или несколько терминалов) MC-CDMA обычно сводится к мультиплексированию с кодовым разделением каналов с несколькими несущими. Все пользовательские сигналы можно легко синхронизировать, и все сигналы на одной поднесущей имеют одинаковые свойства радиоканала. В таком случае предпочтительная реализация системы состоит в том, чтобы принять N пользовательских битов (возможно, но не обязательно для разных пунктов назначения), чтобы преобразовать их с помощью преобразования Уолша Адамара , за которым следует IFFT.

Варианты [ править ]

Существует ряд альтернативных возможностей относительно того, как может происходить это расширение частотной области, например, путем использования длинного PN кода и умножения каждого символа данных, d i , на поднесущей на элементарный элемент из PN кода, c i , или на с использованием коротких PN-кодов и расширением каждого символа данных индивидуальным PN-кодом, то есть d i умножается на каждый c i, и результирующий вектор помещается на N поднесущих freq , где N freq - длина кода PN.

После того, как произошло расширение частотной области и всем поднесущим OFDM присвоены значения, выполняется модуляция OFDM с использованием IFFT для создания символа OFDM ; OFDM защитного интервала затем добавляют; и если передача осуществляется в направлении нисходящей линии связи, каждый из этих результирующих символов складывается перед передачей.

Альтернативная форма CDMA с несколькими несущими , называемая MC-DS-CDMA или MC / DS-CDMA, выполняет расширение во временной области, а не в частотной области в случае MC-CDMA - для особого случая, когда есть только одна несущая, это возвращается к стандартному DS-CDMA .

Для случая MC-DS-CDMA, где OFDM используется в качестве схемы модуляции, символы данных на отдельных поднесущих расширяются во времени путем умножения элементарных посылок в коде PN на символ данных на поднесущей. Например, предположим, что чипы PN кода состоят из {1, -1}, а символ данных на поднесущей - j . Символ, модулируемый на эту несущую для символов 0 и 1, будет -j для символа 0 и + j для символа 1.

Также возможно двумерное расширение как в частотной, так и во временной областях, и схема, использующая двумерное расширение, - это VSF-OFCDM (что означает мультиплексирование с ортогональным частотным кодовым разделением с переменным коэффициентом расширения), которую NTT DoCoMo использует для своих Прототип системы 4G .

В качестве примера того, как работает двухмерное расширение в VSF-OFCDM , если вы возьмете первый символ данных, d 0 , коэффициент расширения во временной области, время SF , длиной 4 и коэффициент расширения в частотной области, Если частота SF равна 2, то символ данных d 0 будет умножен на коды PN в частотной области длины 2 и помещен на поднесущие 0 и 1, а эти значения на поднесущих 0 и 1 будут затем умножены на длину - 4 PN код во временной области и передается в OFDM- символах 0, 1, 2 и 3. [1]

NTT DoCoMo уже достигла  скорости передачи 5 Гбит / с на приемники, движущиеся со скоростью 10 км / ч, используя свой прототип системы 4G в канале шириной 100 МГц. В этой системе-прототипе 4G также используется конфигурация MIMO с антенной 12 × 12 и турбо-кодирование для кодирования с исправлением ошибок. [2]

Резюме

  1. OFDMA с частотным расширением (MC-CDMA)
  2. OFDMA с расширением по времени ( MC-DS-CDMA и MT-CDMA )
  3. OFDMA с расширением по времени и по частоте (множественный доступ с ортогональным частотным кодовым разделением каналов ( OFCDMA ))

Ссылки [ править ]

  1. ^ http://citeseer.ist.psu.edu/atarashi02broadband.html Широкополосный пакетный беспроводной доступ на основе VSF-OFCDM и MC / DS-CDMA (2002) Atarashi et al.
  2. ^ «DoCoMo достигает скорости передачи данных 5 Гбит / с» . NTT DoCoMo Press. 2007-02-09. Архивировано из оригинала на 2008-09-25 . Проверено 10 июля 2009 .

Литература [ править ]

  • N. Yee, JPMG Linnartz и G. Fettweis, "Multi-Carrier CDMA в беспроводных радиосетях внутри помещений", IEEE Personal Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC) Int. Конференция, сентябрь 1993 г., Иокогама, Япония, стр. 109–113 (1993: первая статья, предлагающая систему и название MC-CDMA)
  • К. Фазель и Л. Папке, «О характеристиках CDMA / OFDM со сверточным кодированием для систем мобильной связи», IEEE Personal Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC) Int. Конференция, сентябрь 1993 г., Иокогама, Япония, стр. 468–472.
  • A. Chouly, A. Brajal и S. Jourdan, "Методы ортогональных множественных несущих, применяемые к системам CDMA с расширенным спектром прямой последовательности", в Proceedings of Global Telecommunications Conference (GLOBECOM'93), pp. 1723–1728, Houston, Tex, USA , Ноябрь 1993 г.
  • N.Yee, JPMG Linnartz и G. Fettweis, "Multi-Carrier-CDMA в беспроводных сетях внутри помещений", IEICE Transaction on Communications, Япония, Vol. E77-B, № 7, июль 1994 г., стр. 900–904.
  • JPMG Linnartz, «Анализ производительности синхронного MC-CDMA в мобильных рэлеевских каналах с задержкой и доплеровским расширением», IEEE VT, Vol. 50, № 6, ноябрь 2001 г., стр. 1375–1387. PDF
  • К. Фазель и С. Кайзер, Системы с несколькими несущими и расширенным спектром: от OFDM и MC-CDMA к LTE и WiMAX , 2-е издание, John Wiley & Sons, 2008, ISBN 978-0-470-99821-2 . 
  • Hughes Software Systems, Множественный доступ с кодовым разделением каналов с несколькими операторами связи , март 2002 г.
  • Немецкий аэрокосмический центр, Институт связи и навигации, История множественного доступа с кодовым разделением каналов с множественными несущими (MC-CDMA) и семинар по расширенному спектру с несколькими несущими , ноябрь 2006 г.
  • Справочный веб-сайт по беспроводной связи, раздел о MC-CDMA , 2001.

См. Также [ править ]

  • OFDMA , альтернативная схема множественного доступа для систем OFDM, в которой сигналы разных пользователей разделяются в частотной области путем выделения разных поднесущих разным пользователям.