Wielokrotny dostęp z podziałem kodowym dla wielu operatorów

Multi-carrier code-division multiple access ( MC-CDMA ) to schemat wielokrotnego dostępu stosowany w systemach telekomunikacyjnych opartych na OFDM , umożliwiający systemowi obsługę wielu użytkowników w tym samym czasie w tym samym paśmie częstotliwości.

MC-CDMA rozprzestrzenia każdy symbol użytkownika w dziedzinie częstotliwości. Oznacza to, że każdy symbol użytkownika jest przenoszony przez wiele równoległych podnośnych, ale jest przesunięty fazowo (zwykle o 0 lub 180 stopni) zgodnie z wartością kodu. Wartości kodów różnią się w zależności od podnośnej i użytkownika. Odbiornik łączy wszystkie sygnały podnośnych, ważąc je, aby skompensować różne siły sygnału i cofnąć przesunięcie kodu. Odbiornik może rozdzielać sygnały różnych użytkowników, ponieważ mają oni różne (np. ortogonalne) wartości kodów.

Ponieważ każdy symbol danych zajmuje znacznie szersze pasmo (w hercach) niż szybkość transmisji danych (w bitach/s), stosunek sygnału do szumu plus zakłócenia (jeśli jest zdefiniowany jako moc sygnału podzielona przez całkowity szum plus moc zakłóceń w całym pasmo transmisji) mniejsze niż 0 dB jest wykonalne.

Jednym ze sposobów interpretacji MC-CDMA jest potraktowanie go jako sygnału CDMA o sekwencji bezpośredniej ( DS-CDMA ), który jest przesyłany po przejściu przez odwrotną transformatę FFT ( szybka transformata Fouriera ).

Racjonalne uzasadnienie

Bezprzewodowe łącza radiowe cierpią z powodu selektywnych częstotliwościowo zakłóceń kanałowych. Jeśli sygnał na jednej podnośnej ulegnie awarii, nadal można go odtworzyć na podstawie energii otrzymanej na innych podnośnych.

Łącze w dół: MC-CDM

W łączu w dół (jedna stacja bazowa nadaje do jednego lub więcej terminali), MC-CDMA zazwyczaj ogranicza się do multipleksowania z podziałem kodowym wielu nośnych. Wszystkie sygnały użytkownika można łatwo zsynchronizować, a wszystkie sygnały na jednej podnośnej mają te same właściwości kanału radiowego. W takim przypadku preferowaną implementacją systemu jest pobranie N bitów użytkownika (być może, ale niekoniecznie dla różnych miejsc docelowych), w celu ich przekształcenia przy użyciu transformacji Walsha Hadamarda , po której następuje IFFT.

Warianty

Istnieje wiele alternatywnych możliwości, w jaki sposób to rozprzestrzenianie się w dziedzinie częstotliwości może mieć miejsce, na przykład poprzez użycie długiego kodu PN i pomnożenie każdego symbolu danych, di, na podnośnej przez chip z kodu PN, ci , lub przez przy użyciu krótkich kodów PN i rozłożeniu każdego symbolu danych przez indywidualny kod PN — tj. d i jest mnożone przez każde c i , a wynikowy wektor jest umieszczany na N podnośnych freq , gdzie N freq jest długością kodu PN.

Gdy nastąpi rozproszenie w dziedzinie częstotliwości i wszystkim podnośnym OFDM zostaną przydzielone wartości, wtedy następuje modulacja OFDM z wykorzystaniem IFFT w celu wytworzenia symbolu OFDM ; następnie dodaje się przedział ochronny OFDM ; a jeśli transmisja odbywa się w kierunku downlink, każdy z tych wynikowych symboli jest sumowany przed transmisją.

CDMA z wieloma nośnymi , zwana MC-DS-CDMA lub MC/DS-CDMA, przeprowadza rozpraszanie w dziedzinie czasu, a nie w dziedzinie częstotliwości w przypadku MC-CDMA — w szczególnym przypadku, gdy istnieje tylko jeden przewoźnik, to powraca do standardowego DS-CDMA .

W przypadku MC-DS-CDMA, gdzie jako schemat modulacji stosowany jest OFDM , symbole danych na poszczególnych podnośnych są rozłożone w czasie przez pomnożenie chipów w kodzie PN przez symbol danych na podnośnej. Załóżmy na przykład, że chipy kodu PN składają się z {1, −1}, a symbolem danych na podnośnej jest − j . Symbol modulowany na tej nośnej, dla symboli 0 i 1, będzie - j dla symbolu 0 i + j dla symbolu 1.

Możliwe jest również rozpraszanie 2-wymiarowe zarówno w dziedzinie częstotliwości, jak i czasu, a schemat wykorzystujący rozpraszanie 2-D to VSF-OFCDM (co oznacza zwielokrotnianie ortogonalnego podziału częstotliwości z ortogonalnym współczynnikiem rozprzestrzeniania), którego NTT DoCoMo używa do swoich Prototyp systemu 4G .

00 Jako przykład tego, jak działa rozpraszanie 2D na VSF-OFCDM , jeśli weźmiemy pierwszy symbol danych, d i współczynnik rozprzestrzeniania w dziedzinie czasu, czas SF , o długości 4, oraz współczynnik rozprzestrzeniania w dziedzinie częstotliwości, SF częstotliwości 2, wówczas symbol danych, d , zostanie pomnożony przez kody PN w dziedzinie częstotliwości o długości 2 i umieszczony na podnośnych 0 i 1, a te wartości na podnośnych 0 i 1 zostaną następnie pomnożone przez czas o długości 4 -domenowy kod PN i nadawany na symbolach OFDM 0, 1, 2 i 3.

  NTT DoCoMo osiągnął już transmisje 5 Gbit/s do odbiorników poruszających się z prędkością 10 km/h przy użyciu swojego prototypowego systemu 4G w kanale o szerokości 100 MHz. Ten 4G wykorzystuje również konfigurację MIMO anteny 12×12 oraz kodowanie turbo do kodowania z korekcją błędów.

Streszczenie

  1. OFDMA z rozpraszaniem częstotliwości (MC-CDMA)
  2. OFDMA z rozłożeniem w czasie (MC-DS-CDMA i MT-CDMA)
  3. OFDMA z rozproszeniem czasu i częstotliwości (wielodostęp z ortogonalnym kodem częstotliwości (OFCDMA))
  1. Bibliografia _ _
  2. ^ „DoCoMo osiąga prędkość danych 5 Gbit / s” . NTT DoCoMo Press. 2007-02-09. Zarchiwizowane od oryginału w dniu 2008-09-25 . Źródło 2009-07-10 .

Literatura

  • N. Yee, JPMG Linnartz i G. Fettweis, „Multi-Carrier CDMA w wewnętrznych bezprzewodowych sieciach radiowych”, IEEE Personal Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC) Int. Konferencja, wrzesień 1993, Jokohama, Japonia, s. 109–113 (1993: pierwszy artykuł proponujący system i nazwę MC-CDMA)
  • K. Fazel i L. Papke, „O wydajności splotowo kodowanego CDMA/OFDM dla systemu komunikacji mobilnej”, IEEE Personal Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC) Int. Konferencja, wrzesień 1993, Jokohama, Japonia, s. 468–472
  • A. Chouly, A. Brajal i S. Jourdan, „Ortogonalne techniki wielu nośnych stosowane w systemach CDMA z rozproszonym widmem z sekwencją bezpośrednią”, w Proceedings of Global Telecommunications Conference (GLOBECOM'93), s. 1723–1728, Houston, Teksas, USA , listopad 1993.
  • N.Yee, JPMG Linnartz i G. Fettweis, „Multi-Carrier-CDMA w wewnętrznych sieciach bezprzewodowych”, IEICE Transaction on Communications, Japonia, tom. E77-B, nr 7, lipiec 1994, s. 900–904.
  • JPMG Linnartz, „Analiza wydajności synchronicznego MC-CDMA w mobilnych kanałach Rayleigha z rozproszeniem opóźnienia i Dopplera”, IEEE VT, tom. 50, nr 6, listopad 2001, s. 1375–1387. PDF
  •   K. Fazel i S. Kaiser, Multi-Carrier and Spread Spectrum Systems: From OFDM i MC-CDMA to LTE i WiMAX , wydanie 2, John Wiley & Sons, 2008, ISBN 978-0-470-99821-2 .
  • Hughes Software Systems, Multi Carrier Code Division Multiple Access , marzec 2002.
  • Niemieckie Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki, Instytut Łączności i Nawigacji, Historia Multi-Carrier Code Division Multiple Access (MC-CDMA) i Multi-Carrier Spread Spectrum Workshop , listopad 2006.
  • Witryna sieci Web dotycząca komunikacji bezprzewodowej, sekcja dotycząca MC-CDMA , 2001.

Zobacz też

  • OFDMA , alternatywny schemat wielodostępu dla systemów OFDM, w którym sygnały różnych użytkowników są rozdzielane w dziedzinie częstotliwości poprzez przydzielanie różnych podnośnych różnym użytkownikom.
Pobrane z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Multi-carrier_code-division_multiple_access&oldid=972219240 ”