外文翻譯--瑞利衰落環(huán)境下單蜂窩多載波ds-cdma系統(tǒng)的頻譜效率

1、<p>　　附錄B 外文文獻(xiàn)及譯文</p><p>　　Spectral efficiency of a single-cell multi-carrier</p><p>　　DS-CDMA system in Rayleigh fading</p><p>　　P. Varzakas, G.S. Tombras</p><p>

2、　　Laboratory of Electronics, Department of Physics, University of Athens, GR-157 84 Athens, Greece</p><p>　　Received 8 June 2005; received in revised form 12 September 2005; accepted 11 March 2006</p>

3、<p>　　Abstract: The spectral efficiency of a multi-carrier direct-sequence code-division multiple-access (MC/DSCDMA) system operating in a Rayleigh fading environment is investigated and evaluated in terms of the t

4、heoretically achievable channel capacity (in the Shannon sense) per user, estimated in an average sense.。This short paper covers operation of the considered system over broadcast communication randomly time-varying chann

5、els as applicable to wireless radio networks and single-cell indoor mobi</p><p>　　Keywords: Spectral efficiency; Channel capacity; Multi-carrier modulation; Code-division multiple access; Rayleigh fading;<

6、;/p><p>　　1. Introduction</p><p>　　Based on orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM), multi-carrier direct sequence code-division multiple-access (MC/DS-CDMA) has been proposed and investi

7、gated in the context of high data rate communication over time-variant channels [1]. In such a MC/DS-CDMA system, the data sequence, multiplied by a spreading sequence, modulates a set of N orthogonal frequency carriers

8、rather than a single one, as it is the case in conventional DS-CDMA. In this paper, we consider the operation of a sin</p><p>　　2. System description and channel capacity per user</p><p>　　In MC

9、/DS-CDMA, each user’s data symbol is transmitted in parallel over N orthogonal carrier frequencies (sub-carriers), multiplied by a spreading sequence unique to each user. Then, the received signal will be the output sum

10、of all these N “branches”, while the totally allocated system bandwidth, , assuming no guard band between adjacent frequency bands and a strictly band-limited “chip” sequence with bandwidth = will be equal to </p>

11、<p>　　== (1)</p><p>　　Where is the processing gain applied for direct-sequence (DS) spread transmission and W is the user unspread signal bandwidth. </p><p>　　How

12、ever, reliable transmission of each user signal over each of the N sub-carriers clearly depends on the level of cooperation among the K users of the system, i.e., the multiple access interference (MAI) power, while inter

13、-carrier interference (ICI) is considered minimum. Thus, the nth channel capacity per user, , i.e. each user’s () conditional channel capacity (in the Shannon sense) over the nth sub-carrier, (), will be given by the Sha

14、nnon Hartley theorem when arbitrarily complex coding and </p><p><b>　　(2)</b></p><p>　　Where is the noise power spectral density, is the average received power over the considered

15、nth channel, and </p><p><b>　　(3)</b></p><p>　　is the Gaussian distributed MAI power (for ,,) over this channel. Then, considering the total of the N sub-carriers over which, the use

16、r i information data (spread by ) is transmitted, we conclude that the totally assigned by the MC/DSCDMA system channel capacity per each user i will be</p><p><b>　　(4)</b></p><p>　　

17、瑞利衰落環(huán)境下單蜂窩多載波DS-CDMA系統(tǒng)的頻譜效率</p><p>　　希臘·雅典大學(xué)物理系電子實(shí)驗(yàn)室</p><p>　　收稿日期：2005 年6月8 日；收到修改稿日期：2005 年9月12 日；接受日期：2006 年3月11 日 </p><p>　　摘要：對運(yùn)行在瑞利衰落環(huán)境下的多載直接序列碼分多址(MC/DSCDMA)系統(tǒng)的頻譜效率進(jìn)行了研究

18、，以及在一般意義下，對理論上單用戶可達(dá)到的信道容量(香農(nóng)意義)進(jìn)行了評價(jià)。本文涵蓋了適用于無線網(wǎng)絡(luò)和室內(nèi)移動系統(tǒng)的隨機(jī)時變廣播通信信道在系統(tǒng)中的運(yùn)行情況；推導(dǎo)出了頻譜效率封閉表達(dá)式的偏差。此外，還揭示了應(yīng)用的多載波數(shù)目與能達(dá)到的頻譜效率之間的關(guān)系。</p><p>　　關(guān)鍵詞：頻譜；信道容量；多載波調(diào)制；碼分多址；瑞利衰落；</p><p><b>　　1. 介紹</b&g

19、t;</p><p>　　在正交頻分復(fù)用(OFDM)的基礎(chǔ)上，提出了多載波直接序列碼分多址(MC/DS-CDMA)，并對通過時變信道中高速通信進(jìn)行了研究[1]。在這個MC/DS-CDMA系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)序列與擴(kuò)頻序列相乘，去調(diào)制N個正交頻率載波，而不像在傳統(tǒng)DS-CDMA中調(diào)制單個載波。在本文中, 我們考慮運(yùn)行在瑞利衰落環(huán)境下的單蜂窩MC/DS-CDMA系統(tǒng)的運(yùn)行情況，根據(jù)香農(nóng)理論上可能達(dá)到的單用戶信道容量來評估頻譜

20、效率，并且假設(shè)是在平均意義上進(jìn)行評價(jià)。該方法被這樣的事實(shí)證明了，多徑通信能夠達(dá)到的頻譜效率都依賴于無線衰落環(huán)境下的物理模型，依賴于對那些特殊衰落信道的了解。例如，如果對一個信道的衰落統(tǒng)計(jì)值一無所知，那么可數(shù)容量被強(qiáng)行規(guī)定為最小信噪比，所以理所當(dāng)然容量趨進(jìn)于零，即→0。另一方面，如果知道衰落統(tǒng)計(jì)值，那么可以根據(jù)固定傳輸速率[2-4]下衰落信噪比的分布推導(dǎo)出平均容量公式。</p><p>　　上面的分析涉及到K個用戶

21、同時使用下行鏈路傳輸(廣播信道)，反映出一個運(yùn)行的靜態(tài)模型。然后，根據(jù)[5-7]描述的方法，信道容量是在假定功率相等的情況下被估計(jì)的—采用適當(dāng)?shù)陌l(fā)射功率控制方案，由傳統(tǒng)相干MRC RAKE分集接收機(jī)接收分路信號，由一系列正交載波頻分復(fù)用提供物理頻分電壓，使所有用戶接收到的信號平均功率相等。但這種方法不能解決區(qū)域容量的問題，即在各用戶同時進(jìn)行可靠通信時設(shè)置傳信率是可能的[8-9]；它僅考慮由MRC RAKE接收到的分路信號的內(nèi)在差異，在此

22、基礎(chǔ)上估計(jì)每用戶的平均信道容量。因此，這樣得到的頻譜效率(bits/s/Hz)表達(dá)式不能表明系統(tǒng)的最大值，但它代表了一般意義上實(shí)用模塊化和編碼方案的最優(yōu)上界[5-7]。</p><p>　　2. 系統(tǒng)說明和單用戶信道容量</p><p>　　在MC/DS-CDMA中，各用戶的數(shù)據(jù)碼乘以各自唯一的擴(kuò)頻序列，在N個正交載波頻率上傳送(副載波)。然后, 當(dāng)系統(tǒng)帶寬完全被分配，接收信號將是所有這些

23、N的"分支"的總和，假設(shè)相鄰頻帶之間沒有隔離帶，并且序列片帶寬沒有嚴(yán)格的帶限，那么公式=將等價(jià)于：</p><p>　　== (1)</p><p>　　其中是直接序列擴(kuò)頻的處理增益，W是用戶擴(kuò)頻前的信號帶寬。</p><p>　　但是，在N個子載波上的每個用戶信號的可行性傳輸很明顯取決于系統(tǒng)中K個用

24、戶之間合作的程度，即當(dāng)載體相互干涉(ICI)被認(rèn)為最小時多徑干涉(MAI)的功率。因而，每用戶第n通路容量，即各用戶()在第n個()載波上時的通路容量(在香農(nóng)意義內(nèi))將由香農(nóng)哈特萊定理當(dāng)任意地編碼和延遲被采用和由很小數(shù)量干涉的用戶造成的總MAI功率趨向于高斯分布[10]時給出。在擴(kuò)頻系統(tǒng)中，K用戶以相同平均功率同時傳送和在一個無衰落加性白色高斯噪聲(AWGN)環(huán)境里，每用戶通路容量表達(dá)式[4，6]，可以寫為</p><

25、;p><b>　　(2)</b></p><p>　　這里n0 是噪聲功率譜密度，是在理想信道時的平均接收功率，</p><p><b>　　(3)</b></p><p>　　是高斯信道中的表達(dá)式(,,)。然后,就用戶i信息數(shù)據(jù)在總N載波(擴(kuò)展后)被發(fā)送,我們認(rèn)為,指定用MC/DSCDMA系統(tǒng)時，每個用戶的通路容量

26、公式將是 </p><p><b>　　(4)</b></p><p>　　附錄C 參考文獻(xiàn)題錄及摘要</p><p>　　[2]史學(xué)軍,于舒娟.MATLAB軟件在CDMA通信仿真中的應(yīng)用[J].電腦與信息技術(shù),2003,3</p><p>　　摘要：MATLAB因具有強(qiáng)大的數(shù)學(xué)計(jì)算、算法推導(dǎo)、建模仿真和圖形繪制等功能而

27、廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，誤碼率是CDMA 無線通信系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)。文章利用MATLAB的M語言進(jìn)行編程、仿真，從而對CDMA無線通信系統(tǒng)的性能進(jìn)行了分析。</p><p>　　[5]許麗艷.CDMA通信系統(tǒng)多址干擾的仿真研究[J].青島大學(xué)學(xué)報(bào),2005,6</p><p>　　摘要：為了研究CDMA通信系統(tǒng)的多址干擾，本文利用Matlab提供的可視化仿真工具Simulink建立了CDMA通

28、信系統(tǒng)仿真模型，詳細(xì)講述各模塊的設(shè)計(jì)及參數(shù)設(shè)置，并對仿真結(jié)果進(jìn)行分析。結(jié)果表明，多址干擾是CDMA系統(tǒng)的固有干擾，當(dāng)同時通信的用戶數(shù)增多時，多址干擾電平增大，導(dǎo)致系統(tǒng)的誤碼率也增大。因此，多址干擾是CDMA通信系統(tǒng)本身存在的自我干擾，它限制了蜂窩系統(tǒng)的通信容量。</p><p>　　[8]范偉,翟傳潤,戰(zhàn)興群.基于MATLAB的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真研究[J].微計(jì)算機(jī)信息(測控自動化),2006,7(1)</p

29、><p>　　摘要：本文闡述了擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)的理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)方法，利用MATLAB提供的可視化工具Simulink建立了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真模型。詳細(xì)講述了各模塊的設(shè)計(jì)。并指出了仿真建模中要注意的問題。在給定仿真條件下，運(yùn)行了仿真程序，得到了預(yù)期的仿真結(jié)果。同時。利用建立的仿真系統(tǒng)，研究了擴(kuò)頻增益與輸出端信噪比的關(guān)系，結(jié)果表明，在相同誤碼率下，增大擴(kuò)頻增益?？梢蕴岣呦到y(tǒng)輸出端的信噪比。從而提高通信系統(tǒng)的抗干擾能力。&l

30、t;/p><p>　　[9]楊世海,周良柱.基于MATLAB的CDMA無線通信可視化仿真[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào),2001,1</p><p>　　摘要：根據(jù)文獻(xiàn)中對CDMA 通信的工程實(shí)現(xiàn)技術(shù)本文利用MATLAB平臺的SIMULINK功能編寫了一套CDMA 通用功能模塊庫并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了多項(xiàng)可視化仿真該軟件較好地顯示了CDMA 通信的工作方式和優(yōu)越性及采用SIMULINK 進(jìn)行仿真的良好的演示

31、效果并為CDMA 的仿真提供了一個較好的軟件平臺。</p><p>　　[10]楊華,吳楚.基于MATLAB的CDMA系統(tǒng)的仿真及性能分析[J].通信技術(shù),2003,11</p><p>　　摘要：利用MATLAB對CDMA通信系統(tǒng)進(jìn)行了可視化仿真，并對系統(tǒng)的抗多址干擾、抗多徑干擾性能和誤碼率性能進(jìn)行了分析和仿真。從而驗(yàn)證了混沌數(shù)字碼分多址通信系統(tǒng)所具有的優(yōu)良性能。同時也為進(jìn)一步研究CDA

32、MA通信系統(tǒng)提供了良好的仿真平臺。</p><p>　　[11]周曉蘭,張杰.MATLAB在通信系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展,2006,9</p><p>　　摘要：實(shí)際的通信系統(tǒng)是一個功能結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)，在對原有的通信系統(tǒng)做出改進(jìn)或建立一個新系統(tǒng)之前，通常需要對這個系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真，通過仿真結(jié)果衡量方案的可行性，對這個系統(tǒng)做出的任何改變都可能影響到整個系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定。

33、文中將MATLAB應(yīng)用在通信系統(tǒng)仿真，對包含使能信號及端口的系統(tǒng)以及包含一個觸發(fā)加使能子系統(tǒng)的表決器進(jìn)行仿真分析，從中選擇最合理的系統(tǒng)配置和參數(shù)設(shè)置，提供應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)中所需的參考數(shù)據(jù)。</p><p>　　[12]歐鑫,黃小蔚,楊萬全.基于Matlab的cdma2000發(fā)射系統(tǒng)基帶仿真[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào),2003,12</p><p>　　摘要：采用Matlab及Simulink 軟件

34、包,對cdma2000 的前向業(yè)務(wù)信道進(jìn)行時間流和數(shù)據(jù)流仿真,并對仿真結(jié)果進(jìn)行了對比分析。</p><p>　　[13]席在芳,鄔書躍等.基于SIMULINK的現(xiàn)代通信系統(tǒng)仿真分析[J].系統(tǒng)仿真報(bào),2006,10</p><p>　　摘要：以Simulink為軟件平臺，充分利用其提供的通信工具箱和信號處理工具箱中的模塊，以常用的DPCM(Differential Pulse Code M

35、odulation)和PCM(Pulse-Code Modulation)數(shù)字電話通信系統(tǒng)為例，對這兩種通信系統(tǒng)進(jìn)行了模型構(gòu)建、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真演示、結(jié)果顯示、誤差分析以及綜合性能分析，重點(diǎn)對DPCM 與PCM 進(jìn)行了誤差分析和比較，并且對差錯不可控以及頻帶利用率不高的缺點(diǎn)加入了糾錯編碼和復(fù)用技術(shù)并對其進(jìn)行了仿真。通過系統(tǒng)的仿真與分析可以看出Simulink 在系統(tǒng)建模和仿真中的巨大優(yōu)勢，根據(jù)仿真結(jié)果分析系統(tǒng)性能，并且找出最優(yōu)的系統(tǒng)配置方

36、案。</p><p>　　[15]Tommi Koivisto, Visa Koivunen. Blind dispreading of short-code DS-CDMA signals in asynchronous multi-user systems [J]. Science Direct, 2007, 4</p><p>　　Abstract: The problem of b

37、lind synchronization and dispreading of multiple asynchronous short-code direct-sequence code division multiple access signals is addressed in this paper. A novel algorithm applicable in asynchronous multi-user systems i

38、s proposed in which no prior knowledge of the used spreading codes is needed. The algorithm exploits the structure of the signal correlation matrix and estimates the timing offsets and spreading codes in an iterative man

39、ner, thereby improving existing me</p><p>　　[16]Wei Yang, Jun-Ying Liu, Shi-Xin Cheng. Effect of carrier-frequency offset on the performance of group orthogonal multi-carrier CDMA systems [J].Science Direct,

40、 2006, 8</p><p>　　Abstract: In this letter, the downlink performance of a group-orthogonal multi-carrier code-division multiple-access (GO-MCCDMA) system with binary-phase shift keying (BPSK) modulation is i

41、nvestigated, when communicating over Rayleigh fading channels in the presence of carrier-frequency offset (CFO). The bit error rate (BER) performance of the GO-MCCDMA is compared with that of a conventional MC-CDMA for g