可变速率调制技术研究_毕业设计论文(编辑修改稿)

可变速率调制技术研究_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

下，实现自适应编码和译码。 调整功率级别和星座图大小：联合调整调制方案和传输级别可以在单用户环境或是一个多用户信道中实现。 这种结合相对于没有功率控制的方案来说，可以明显地提高吞吐量。 调整星座图大小和符号速率：星座图大小和符号速率可以同时调节。 系统在满足BER 需求的情况下，选择的最佳调制方案可以将比特速率最大化。 然而，在具有最大符号传输速率的情况下，也可以获得较 低的传输速率，这可以通过连续传输相同的码字做到。 调整功率和传输速率：在满足平均功率和 BER 约束的情况下，可以选择传输速率和功率，以最大化频谱效率。 调整码速、符号速率和星座图大小：这三者可以同时调节。 如果这三种参数任意结合，而目标 BER 也不能达到，则系统不传输数据。 实现可变速率调制的方法 [47]： 随着多年来无线通信技术的迅猛发展，在无线通信中起关键作用的调制技术也日新月异，这其中可变速率调制技术 从无到有，到如今发展出各种各有侧重、在不同方面满足着人们多样需求的多种方法，现简 要介绍如下： 1 可变速率正交振幅调制 (VRQAM)。 QAM 是一种振幅和相位联合键控技术。 电平数越多，每码元携带的信息比特数就越多。 2 可变扩频增益码分多址 (VSGCDMA)。 这种技术靠动态改变扩频增益和发射功率以实现不同业务速率的传输。 在传输高速业务时降低扩频增益，为保证传输质量，可相应提高其发射功率；在传输低速业务时增大扩频增益，在保证业务质量的条件下，可适当降低其发射功率，以减少多址干扰。 3 多 载波 码分多址 (MCCDMA)。 待传输的业务数据流经串 /并变换器后，分成多个 (1， 2， … ， M)支路， 支路的数目随业务数据流的不同速率而变，当业务数据速率小于等于 1 基本速率时，串 /并变换器只输出 1 个支路；当业务数据速率大于基本速率而小于 2 倍基本速率时，串 /并变换器输出 2 个支路；依此类推，最多可达 M 个支路，即最大业务速率可达基本速率的 M 倍。 6 4 可变扩频因子 正交频分和码分复用（ VSFOFCDM）。 可变扩频因子 正交频分和码分复用是 OFDM 和 CDM（码分复用）的结合，它根据小区的干扰情况动态调整扩频因子，通过选用不同的子载波数和在时间或频域上的扩展来实现不同速率的传输。 7 第三章 可变速率调制技术的实现方法 MCCDMA 多载波码分多址（ MCCDMA）是为宽带移动通信而提出的新型多载波调制技术，MCCDMA 系统结合了 OFDM 和 CDMA 的优点，在高速数据传输中，其性能明显优于传统的单载波直扩 CDMA（ DSCDMA）。 MCCDMA 的基本原理及实现方法 [812] MCCDMA 最初是由 于 1993 年提出的，是 OFDM 调制技术与 DCMA 多址技术的一种特殊的结合方式，也是一 种最常见的结合方式。 它继承了 OFDM 和 DCMA两者的优点，在 NextG 无线移动系统中有着广阔的应用前景。 MCCDMA 使用频域扩频，即采用给定的扩频码对原始数据流进行扩频，然后利用每个码片将其调制在不同的子载波上。 这类 MCCMDA 的发送框图和信号功率谱如图 31 所示。 每个信息符号先经过扩频，扩频后的每个码片调制到一个子载波上，若 NP 码的长度为 N，则调制到 N个子载波上。 图 中的调制方式采用 BPSK， MCG 为处理增益， CN 为子载波数， jGjj MCCCCtC ,)( 21j  表示第 j 个用户的扩频码。 这里，假设子载波数和处理增益相等，即 CN = MCG。 数 据 流复制器j1 )tf2c o s ( 2j2 )tf2c o s( 2jGcmC )tf2c os( mcG )t(SiMC接 收 信 号 )tf2c os( 2 )tf2c o s (2 )tf2c os(mcG1q 2qmcGq低 通 滤 波器低 通 滤 波器低 通 滤 波器+  （ a） MCCDMA 发送 原理框图 （ b） MCCDMA 接收原理框图 图 31MCCDMA 的发送与接收框图 8 MCCDMA 的发射和接收的数学模型如下图 32 所示。 mka m0c m1c m1Nc )tf2je x p ( c)t)T/Ff(2jex p ( bc )t)T/F)1N(f(2je x p ( bc .. )t(s mmkam0c m1c m1Nc )tf2jex p ( c)t)T/Ff(2je x p ( bc )t)T/F)1N(f(2jex p ( bc ..)t(y m 图 32 MCCDMA 的发射和接收数字模型 设系统中共有 N 个用户和 N 个子载波， bT 为符号周 期，则单用户的传码率 为 b1T ，取子载波间隔为 b1T Hz。 第 m个用户在 k 时刻的信号值为  1,1mka ， 用 1 和 1 来表示二进制信号值，即采用 BPSK 调制，如果用户 m 无信号则 0mka。 第k 时刻的用户信号向量为 ：  TNkkk aaaA 110 ,    110111101111101101000,,, NMNNNNNNCCCCcccccccccC ， （ 31） 设 C 为 N 阶 walshHadamard 矩阵，取 C 中第 m个列向量 mC 为第 m个用户对应的扩展码。 则 C 的第 i行 m列元素  1,1,0  NiC mi  为第 m个用户在第个子载波上的对应码片。 9 令：   CAsssS TkNkk   ,1,1,0  miNmmkki cas  10, （ 32） kis, 表示第 k 时刻第 i个子 载波上多有用户二进制数据之和。 其连续时间信号为 ： )())(2e xp()( 10, bTbcNmmimkki kTtPtTiFfjcatsb   （ 33） F 为整数，根据前文的描述可知，为了保证多个子载波之间的正交性，要求各个子载波之间的频率差应该为符号周期的倒数的整数倍，即如果假设符号周期长度为 bT ，则相邻子载波之间的频率差应该为 bTF。 特别是当 F=1 时，即为正交频分复用系统，这就是频谱利用率最高的情况。 )(tPbT被定义为单位幅度的脉冲波形，在  bT，0 之外为0。 则总的发射信号为 ：      )()(2e x pRe)(Re)(101010 , bTNmNi bcmimkNi ki kTtPtTiFfjcatsts b （ 34） 带入 )(ts 即 有：    tTFijcacatyblimiNmmkmlNmmkl )1(2e x p)( 1010  （ 35） 第一项即为 (33)式，利用积分电路可以去除上式中的第二项，用第 n 个用户的扩频码去恢复数据，得 ：     tTFlfjtyctycabclNlnllNlnlnk )(2e x p)()( 1010     tTFijcaccacblimiNmmkNlnlmlNmmkNlnl )1(2e x p10101010  （ 36）       tTFijccaccaNabnlNl limlNmmkmlNlnlnmmknk )1(2e x p101010  10 根据 WslshHadamard 矩阵的性质可知上式第二项为零，第三项可用积分电路去除。 由此可见，在不考虑信道对传输的影响时，只需令用户接收机中的支路权因子序列等于对应的扩频码，就可以无差错的恢复发送数据。 在离散系统中，取采样间隔为 NTb ，因为系统。