多载波CDMA系统中关键技术的研究

【摘要】随着科学技术的发展，未来移动通信系统中必然会引进先进的多载波CDMA系统，本文作者通过对多载波CDMA系统中关键技术的研究，并将MC-CDMA与DS-CDMA及OFDM之间的关系进行了详细的分析与总结。

【关键词】多载波CDMA系统关键技术分析总结

一、前言

CDMA（码分多址技术）具有多地址、稳健的抗衰落性、高抗干扰能力、软切换等特点，广泛的应用于各个领域。为了解决信息在传输过程中不同传输阶段传输速率矛盾的问题，多年前就有人提出了结合OFDM和CDMA的优点的技术法案，这也就是现在的多载波CDMA技术，多载波CDMA系统具有很高的频谱利用率。它成功的避免了数据在高速传播的过程中码间干扰大的问题，在发送端和接收端，利用快速傅立叶变换（FFT）很容易产生和恢复这些多载波信号，而无须增加发射机和接收机的复杂性。

二、OFDM与CDMA结合的三种方案

多载波CDMA技术主要有MC-CDMA和DS-CDMA两种方式，MC-CDMA称为频域扩频，DS-CDMA称为时域扩频。

2.1MC-CDMA方案

MC-CDMA技术是在频域上把每个符号进行扩频，扩频后把每一个码片调制到一个子波上面，如果伪码的长度大于PN则调制到一个子波上面。在数据传输的速率比较高的情况下，系统中往往会发生数据选择性衰落的现象，这就需要在信息传输之前就对信息符进行串/并转化之后在进行频域扩频。保证每一个传输子波在高频传输情况下不会产生选择性衰落、还有通过选择子波的载波个数和保护的时间间隔来实现增加系统抗频率衰落的稳健性，这些都是多载波系统应该必须具备的技术特性。

2.2MC-DS-CDMA方案

MC-DS-CDMA技术把输入信息数据比特，对比特话的数据先经过串/并变换，把并行传输的信息每路同时经过相同的短码扩频，把扩频后的信息调制到不同的子载波上，相邻的子带有1/2的重叠，且保持正交关系。由于扩频后的带宽限制在一个子带内，因此一般选择较短的扩频码。

MC-DS-CDMA是在时域进行信号的迭加，频谱分布形状和MC-CDMA相同。由于进行了串/并变换，降低了码速率，所以不仅抑制了ICI，而且还解决了ISI问题。

2.3MT-CDMA方案

MT-CDMA技术重要的环节就是OFDM信号的产生，OFDM信号主要通过输入数据流经过串/并变换，在调制到不同的子载波上形成的，由于该信号产生的每一个子波载波之间有1/2重叠，并且满足正交性。由于MT-CDMA方案使用与子载波数目成正比的更长的扩频码，因此与通常的单载波DS-CDMA方案相比，该系统可以容纳更多的用户。

2.4CDMA系统特性比较

CDMA系统的优点，相比较与单载波DS-CDMA而说，较长的码片周期，更易得到序列同步，多址干扰（MAI）小，抗MAI能力强。多载波CDMA的缺点，需要很严格的多载波系统频率和同步，同步的误差会导致系统性能的快速恶化。

三、MC-CDMA与DS-CDMA及OFDM的关系

3.1MC-CDMA与DS-CDMA的关系

由于时域扩频和频域扩频之间具有对偶性，可以把MC-CDMA的扩频码经过傅立叶变换得到DS-CDMA的扩频码。这种对偶性使得在扩频码的选择和接收技术方面两者可以互相借鉴。由于多载波信号会产生较高的峰值功率与平均功率的比值，所以在选择MC-CDMA扩频码时，除了要考虑尖锐的自相关特性和较低的互相关特性外，还要使MC-CDMA信号的峰值平均功率比限制在一定范围内。

3.2MC-CDMA与OFDM的关系

在OFDM中，不同的子载波对应不同的信息符号，为了防止某个子载波受深衰落而出错，必须在OFDM符号的一帧内采用纠错保护，这就要求子载波的个数能提供编码所需的冗余量。在MC-CDMA中同一个信息符号中不同扩频码片（Chip）采用不同的子载波，因此一个信息符号有多个不同的子载波，它可以不采用纠错编码，而且还具有频率分集的效果。另外，OFDM与MC-CDMA正交性能上也存在差异。OFDM中，仅依靠子载波之间的正交性；而MC-CDMA中，不仅子载波之间存在正交性，而且不同用户扩频码之间也存在正交性，因此，信号正交性是双重的。

参考文献

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