多载波cdma系统扩频码与载波分配技术.研究

《多载波cdma系统扩频码与载波分配技术.研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、北京邮电大学硕士学位论文多载波CDMA系统扩频码及载波分配技术研究1．1移动通信发展状况第一章绪论当今社会是信息化的社会，移动通信越来越广泛的影响着每个人的日常生活。人们对移动通信的需求与日俱增，推动了移动通信技术的快速发展：移动通信技术的进步，提供了更加丰富的新业务，反过来又刺激了用户新的需求。技术进步和市场需求的互动，使移动通信产业成为国民经济中增长最快的领域之一。从20世纪80年代中期开始至今的短短二十年间，移动通信系统从以AMPS、TACS为代表的第一代模拟移动通信系统，发展到以GSM、IS．95为代表的第二代数字移动通信系统(2G)，进而又发展到当前以WCDMA、CDMA2000和

2、TD．SCDMA为代表的第三代移动通信系统(3G)。目前，3G系统在我国即将商用，移动通信市场又将呈现出一番新局面。基于3G系统的各种新业务的应用，会进一步提高人们的工作效率，丰富人们的生活。目前，移动通信的发展呈现如下两个方面的趋势：一方面，移动通信用户的数量高速增长。2000年，我国的移动通信用户仅为6000万，全球的移动通信用户仅为4亿。在2004年，我国的移动通信用户数量超过了固定电话用户数量。目前，我国的移动通信用户已达到3．9亿，全球的移动通信用户也达N20亿左右。我国的移动电话普及率达至1]30部／百人，已居世界首位。据有关部门预测，N20lO年，全球移动用户将超过30亿。未来

3、移动通信技术的发展应能够很好的满足数量如此庞大的用户的需求。另一方面，人们对高速移动数据业务和无线多媒体业务的需求不断提高。人们对移动通信的需求已经从起初单一的语音通信，发展到目前包括语音、图像、文字等的多媒体通信，例如移动电视、可视电话、彩信、E．mail、WAP上网等。据预测，2010年以后，多媒体业务量与语音业务量的比例将达到lO：l。可见，未来的移动通信技术发展也应满足用户对移动多媒体通信及高速数据通信的需要。然而，可利用的无线频谱资源是有限的。如果下一代移动通信系统的频谱利用率没有得到显著提高，则不可能满足未来高速无线通信的需求。虽然第三代移动通信系统(3G)能够提供无线Intem

4、et业务和多媒体业务，但是3G系统在提供不对称高速数据的传输能力、IP多媒体业务的支持、频谱利用率的提高以及资源综合优化北京邮电大学硕士学位论文多载波CDMA系统扩频码及载波分配技术研究等方面存在较多的局限和缺点。例如，目前3G系统的传输速率有限，在室内或移动速率不高的条件下，传输速率最高仅能达N2Mbps；在车载条件下，传输速率最高也只能达到144Kbps，难以适应高速数据传输和多媒体业务的需要。虽然3GPP和3GPP2的LTE技术，女HHSDPA技术最高能提供10Mbps[筝j速率，但是受3G系统无线资源的限制，每个蜂窝小区内能使用高速HSDPA业务的用户数量非常有限，难以很好的满足用户

5、需求。因此，高频谱效率的高速无线通信成为当今技术发展最活跃的领域。虽然人们对下一代移动通信系统(B3G)的定义未能达成统一，但是有如下几个方面的共识：第一，下一代移动通信系统具有大容量，其容量约是3G系统容量的10倍；第二，具有适合分组突发业务的高速传输能力，峰值传输速率可达20～100Mbps，频率利用率远高于3G系统；第三，业务速率具有大的动态范围，在多种业务共存时也能够较好的支持低速语音业务；第四，支持基于IPv6的核心网，并实现控制与承载相分离，符合全IP的发展趋势等。由于多入多出(MIMO)技术能够成倍的提高系统容量【11121；正交频分复用(OFDM)技术能够以低复杂度有效对抗无

6、线信道中的多径衰落【3”】，因此将MIMO和OFDM结合形成的MIMO．OFDM【5儿6】系统被认为是下一代移动通信系统的主要物理层技术。此外，码分多址(CDMA)[7-9]作为一种多址技术能够提供用户的灵活接入，并在多小区组网环境下具有较高的频率复用系数，因而结合CDMA多址方案的OFDM以及MIMO．OFDM系统在下一代移动通信系统应用中具有良好的前景。下面将分别介绍上述所提到的几项关键技术1．2OFDM原理概要正交频分复用(OFDM)是一种特殊的多载波调制(MCM)技术。它具有抗干扰能力强、频谱利用率高、数据传输率高等优点，是一种非常适用于无线环境的高速数据传输技术。其传送数据的基本原

7、理是把高速的数据流通过串并变换分成几个低速并行的比特流，并将每个这样的数据流调制在相互正交的单个载波上。由于每个子载波信道中的符号周期会相对增加，因此可以减轻由无线信道的多径时延扩展所产生的时间弥散性对系统造成的影响。并且还可以在OFDM符号之间插入保护间隔，令保护间隔大于无线信道的最大时延扩展，这样就可以最大限度地消除由于多径而带来的符号间干扰(ISI)[10-t1]。OFDM系统的一个重要优点就是可以利用