正交分频分码多工调变系统之比较.PDF

第四章 正交分頻分碼多工調變系統之比較 在第二章中介紹了有關 OFDM的架構及其特性，雖然 OFDM適合應用 於高速傳輸，不過本身並沒有多重進接(Multiple access)的功能，相同次載 波上無法同時傳送多用戶的信號。因此，利用分碼多重進接(CDMA)的概念 同時運用 OFDM 進行資料傳送，這樣就能達成高速傳送多用戶信號的目 標，這也是下一代蜂巢式行動通訊系統的目標。本章將介紹並比較兩種結 合 OFDM 與CDMA的多重進接系統 (OFDM/CDMA)[1][21] ，第一種稱為多 載波分碼多重進接 (Multicarrier CDMA, MC-CDMA) 系統，其特點是在頻域 上展頻。第二種稱為多載波直接序列分碼多重進接(Multicarrier DS-CDMA, MC-DS-CDMA ，其特點是在時域上完成展頻。所使用的展頻碼為華氏碼 (Walsh-Hadamard codes) 。我們討論下鏈(Downlink)傳輸情況。 4.1 華氏碼 在 OFDM/CDMA 系統中，展頻碼主要的功能是區分不同用戶的信號， 在理想通道傳輸中，最後接收端將接收信號與展頻碼作內積，解展頻後再 作符元的偵測，如果各用戶的展頻碼具有互為正交的特性，便可將其他用 戶的干擾完全去除，很明顯的， PN codes 沒有正交的特性，而華氏碼 (Walsh-Hadamard codes)則是此類的正交碼。 27 華氏碼是由Hadamard矩陣H的列向量產生 [22] ，如下: n ⎡ ⎤ h 1 ⎢ ⎥ ⎡H H ⎤ h ⎢ ⎥ ⎡⎤ N N 2 N i (4.1-1) H1 1 , H 2N ⎢ ⎥= , for 2 ⎣⎦ ⎢ ⎥ ⎢⎣HN -HN ⎥⎦ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ h 2N ⎣ ⎦ 其中，h ~ h 為H 的列向量，也就是各用戶的展頻碼，滿足以下特性 : 1 2N 2N ⎧ 2N , i j T ⎪ h h ⎨ (4.1-2) i j 0 , i ≠ j ⎪⎩ 即表示展頻碼間是互相正交的，不過， 我們無法預測華氏碼與華氏碼之間 的互相關值。 4.2 多載波分碼多重進接系統 (MC-CDMA) 本節將針對 MC-CDMA 下鏈傳輸系統，建構其調變與解調過程，並分 析其效能。 4.2.1 傳送端架構 圖 4.2-1 表示MC-CDMA第 k個用戶傳送端模型，其中以基於 IFFT 之 OFDM調變方式來傳送信號。要傳送給第 k個用戶的資料先經過 BPSK調 變為 d [n] ，再作展頻的動作，為了有效的區分不同的用戶，我們使用華式 k 碼作為展頻碼，展頻後將 N 個碼切片 (chip)平行的以不同次載波傳送(N 為