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国际电气、电子和仪器工程高级研究杂志

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MC-CDMA多用户检测性能的提高

Ramabhai帕特尔
印度古吉拉特邦l.d.工程学院电子与通信系工学硕士
有关文章载于Pubmed，谷歌学者

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摘要

采用最大比组合和自动增益控制方法对加性高斯白噪声信道中异步多载波码分多址系统的误码率进行了计算。MC-CDMA的使用可以显著提高无线通信系统的性能。本文在AWGN信道和Rayleigh信道上对采用BPSK调制的MC-CDMA系统进行了性能仿真。它还代表了MC-CDMA系统在AWGN和Rayleigh信道用户分别为2、4、16、32、64时的误码率性能

关键字
最大比组合(MRC)、自动增益控制(AGC)、多载波码分多址(MC-CDMA)、误码率(BER)、扩频序列(SS)。

介绍
无线通信是在不使用电导体或“电线”的情况下远距离传递信息。互联网上数据、视频和语音通信的不断增加，使移动电话的移动多媒体系统[1]潜力巨大。由于多媒体通信的正常发展，在无线通信中，发送方对更高的数据速率的通信系统提出了要求。为了满足新技术的要求，在4G住宅中，码分多址和正交频分复用(OFDM)是新的通信系统。MC-CDMA高速数据速率通信系统[2]定制方法
在CDMA系统中，所有用户同时以相同的带宽传输。遵循这一概念的通信系统是“扩频系统”。在这种传输技术中，数据信号的频谱使用与该信号不相关的代码进行扩展。因此，带宽占用率远远高于需求。用于传播的代码具有低相互关系值，并且对每个用户都是唯一的。这就是为什么了解预期发送器代码的接收器能够选择所需信号的原因。

mc - cdma
MC-CDMA是利用直接序列CDMA信号[8]进行多用户广播的一种新的信号转换方法。MC-CDMA是正交频分复用(OFDM)(一种多载波调制)和码分多址(CDMA)(一种增加频谱技术)的组合。正交频分复用(OFDM)是一种多载波调制，其中单个数据流在许多子载波上传输。因此，使用大量的子载波，可以提供对多径的高声免疫，使每条流上的符号持续时间Ts大于信道时间分散，从而使ISI的影响最小化[3]。

MCCDMA发射机
我们考虑MC-CDMA网络的下行链路，其中子载波总数N，被分为Q个元素的更小的组。通过利用给定组的子载波，BS同时与K个活动用户(k# Q)通信，这些用户被他们特定的扩频码(通常从正交集中选择)隔开。在不丧失一般性的情况下，我们将注意力集中在一个群体上。图中显示了MC-CDMA系统的传输端。第k个用户的符号ak使用单位能量扩展序列ck = [ck(1)， ck(2)，。， ck(Q)]T。根据具体的应用，可以使用大量不同的扩频码。然而，传播模块的详细分析将用户的每个数据符号乘以用户特定的传播代码。这里选择扩频码更多的是考虑它们对PAPR和信号动态范围的影响，而不是它们的正交性。异步上行链路中常用的代码为Gold码。然后，用户的每个数据符号乘以BS分配给用户的功率的平方根。
图像

mc - cdma接收机
在接收机处，首先对接收到的信号进行采样，然后通过去除保护间隔并执行DFT操作对OFDM进行解调。然后根据发射器所采用的芯片映射策略对所得到的芯片进行解映射。在使用本地生成的bs特定置乱码的同步副本进行解扰后，执行包括解扩和均衡在内的检测，以获得所需用户的决策变量流。��然后对决策变量进行符号分解，提供接收到的位的硬值或软值，然后对其进行去交错和解码，以恢复传输的二进制信息。
然后频率与其他组的贡献交叉。得到的N维矢量z最终使用OFDM调制器映射到N个子载波上，其中包括一个IDFT单元和一个cp的插入，然后与其他组的贡献进行频率交叉。得到的N维矢量Z最后使用OFDM调制器映射到N个子载波上。该调制器由一个IDFT单元和一个CP的插入组成
MC-CDMA技术适用于多通道传输，实际上它可以利用技术提供的自然多样性，并可以通过低复杂度的接收算法恢复信号的正交性
图像

AWGN信道
最简单的信道环境是加性白高斯噪声信道(AWGN)。白噪声可以来自每个接收天线的热噪声。从第m个发射天线到第n个接收天线的信号在无线信道中发生传播损耗。加性高斯白噪声(AWGN)是信号从信道传输时常用的传输信号和模拟信道背景噪声的方法。接收信号内部的算术外观为r(t) = s(t) + n(t)，其中s(t)为发射信号，n(t)为背景噪声。

图像
图- 2mc - cdma在AWGN上为2,4个用户
瑞利信道
在多径衰落信道中，与不同信号路径相关的延迟以不可预测的方式变化，只能从统计上描述。虽然存在大量的路径，但中心约束定理可以有用地将通道的时变脉冲响应建模为复值高斯机会过程。当脉冲反应模型为零均值复值高斯过程时，该通道被假定为瑞利损失通道。瑞利衰落主要是由多径响应引起的。瑞利衰落是一种用于研究传播环境对无线电信号影响的数值模型。瑞利分布常用于模拟无直接视线(LOS)路径[7]的多径衰落。

MC-CDMA系统在Rayleigh和AWGN信道上的误码率性能
在AWGN中加入瑞利衰落后，信道和仿真结果显示了MC-CDMA系统的误码率衰落特性。mc - cdmaPerformance effected on AWGN and Rayleigh channel which have two user, four users every user sends ten thousand bits on both the channel. The data were spread using 4-bit Walsh code and modulated using Minimum Shift Keying modulation. For user 2 the simulation result shows that bit error rate is higher compare to user 4 and starts to decrease from SNR= -1dB to 6dB.is also decrease for 2,4,16,32,64 users on AWGN and Rayleigh fading channel.so that MSK modulation is quite efficient for BER of MC-CDMA rather than BPSK on both AWGN and Rayleigh channel.

图像
图3 MC-CDMA在AWGN和瑞利为4,16用户

图像
图4 AWGN上的MC-CDMA和BPSK的Rayleigh

图像
图-5 AWGN和瑞利使用BPSK的MC-CDMA

结论
本文给出并证明了在AWGN和Rayleigh衰落信道上采用MSK调制的MC-CDMA的误码率性能。在AWGN信道上采用MSK调制的MC-CDMA的误码率与用户数量直接相关，但与BPSK调制相比，MSK调制的误码率有所降低。在AWGN和瑞利衰落信道上，MSK调制与BPSK调制的MC-CDMA的误码率在2、4、16、32、64用户时均有所降低。因此MSK调制在AWGN和Rayleigh信道上对MCCDMA的误码率都比BPSK更有效。在AWGN信道上，2、4、16、32、64个用户的误码率是如何下降的。MC-CDMA与MSK的误码率。

参考文献











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