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CDMA與OFDM之技術比較
頻譜利用率、支持高速率多媒體服務、係統容量、抗多徑信道幹擾等因素是目前大多數固定寬帶無線接入設備商在選擇CDMA(碼分多址)或OFDM(正交頻分複用)作為點到多點(PMP)的de關guan鍵jian技ji術shu時shi的de主zhu要yao出chu發fa點dian。而er這zhe兩liang種zhong技ji術shu在zai這zhe些xie方fang麵mian都dou各ge有you所suo長chang,因yin此ci設she備bei商shang需xu要yao根gen據ju實shi際ji情qing況kuang權quan衡heng利li弊bi,進jin行xing綜zong合he分fen析xi,從cong而er做zuo出chu最zui佳jia選xuan擇ze。
CDMA技術是基於擴頻通信理論的調製和多址連接技術。OFDM技ji術shu屬shu於yu多duo載zai波bo調tiao製zhi技ji術shu,它ta的de基ji本ben思si想xiang是shi將jiang信xin道dao分fen成cheng許xu多duo正zheng交jiao子zi信xin道dao,在zai每mei個ge子zi信xin道dao上shang使shi用yong一yi個ge子zi載zai波bo進jin行xing調tiao製zhi,並bing且qie各ge個ge子zi載zai波bo並bing行xing傳chuan輸shu。OFDM和CDMA技術各有利弊。CDMA具有眾所周知的優點,而采用多種新技術的OFDM也表現出了良好的網絡結構可擴展性、更高的頻譜利用率、更靈活的調製方式和抗多徑幹擾能力。下麵主要從調製技術、峰均功率比、抗窄帶幹擾能力等角度分析這兩種技術在性能上的具體差異。
――調製技術。一般來說,無線係統中頻譜效率可以通過采用16QAM(正交幅度調製)、64QAM乃至更高階的調製方式得到提高,而且一個好的通信係統應該在頻譜效率和誤碼率之間獲得最佳平衡。
在CDMA係統中,下行鏈路可支持多種調製,但每條鏈路的符號調製方式必須相同,而上行鏈路卻不支持多種調製,這就使得CDMA係(xi)統(tong)喪(sang)失(shi)了(le)一(yi)定(ding)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)。並(bing)且(qie),在(zai)這(zhe)種(zhong)非(fei)正(zheng)交(jiao)的(de)鏈(lian)路(lu)中(zhong),采(cai)用(yong)高(gao)階(jie)調(tiao)製(zhi)方(fang)式(shi)的(de)用(yong)戶(hu)必(bi)將(jiang)會(hui)對(dui)采(cai)用(yong)低(di)階(jie)調(tiao)製(zhi)的(de)用(yong)戶(hu)產(chan)生(sheng)很(hen)大(da)的(de)噪(zao)聲(sheng)幹(gan)擾(rao)。
在OFDM係統中,每條鏈路都可以獨立調製,因而該係統不論在上行還是在下行鏈路上都可以容易地同時容納多種混合調製方式。這就可以引入“自適應調製”的概念。它增加了係統的靈活性,例如,在信道好的條件下終端可以采用較高階的如64QAM調製以獲得最大頻譜效率,而在信道條件變差時可以選擇QPSK(四相移相鍵控)調(tiao)製(zhi)等(deng)低(di)階(jie)調(tiao)製(zhi)來(lai)確(que)保(bao)信(xin)噪(zao)比(bi)。這(zhe)樣(yang),係(xi)統(tong)就(jiu)可(ke)以(yi)在(zai)頻(pin)譜(pu)利(li)用(yong)率(lv)和(he)誤(wu)碼(ma)率(lv)之(zhi)間(jian)取(qu)得(de)最(zui)佳(jia)平(ping)衡(heng)。此(ci)外(wai),雖(sui)然(ran)信(xin)道(dao)間(jian)幹(gan)擾(rao)限(xian)製(zhi)了(le)某(mou)條(tiao)特(te)定(ding)鏈(lian)路(lu)的(de)調(tiao)製(zhi)方(fang)式(shi),但(dan)這(zhe)一(yi)點(dian)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)網(wang)絡(luo)頻(pin)率(lv)規(gui)劃(hua)和(he)無(wu)線(xian)資(zi)源(yuan)管(guan)理(li)等(deng)手(shou)段(duan)來(lai)解(jie)決(jue)。
――峰均功率比(PAPR)。這也是設備商們應該考慮的一個重要因素。因為PAPR過高會使得發送端對功率放大器的線性要求很高,這就意味著要提供額外功率、電池備份和擴大設備的尺寸,進而增加基站和用戶設備的成本。
CDMA係統的PAPR一般在5~11dB,並會隨著數據速率和使用碼數的增加而增加。目前已有很多技術可以降低CDMA的PAPR。
在OFDM係統中,由於信號包絡的不恒定性,使得該係統對非線性很敏感。如果沒有改善非線性敏感性的措施,OFDM技術將不能用於使用電池的傳輸係統和手機等。目前有很多技術可以降低OFDM的PAPR。
――抗窄帶幹擾能力。CDMA的最大優勢就表現在其抗窄帶幹擾能力方麵。因為幹擾隻影響整個擴頻信號的一小部分;而OFDM中(zhong)窄(zhai)帶(dai)幹(gan)擾(rao)也(ye)隻(zhi)影(ying)響(xiang)其(qi)頻(pin)段(duan)的(de)一(yi)小(xiao)部(bu)分(fen),而(er)且(qie)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)不(bu)使(shi)用(yong)受(shou)到(dao)幹(gan)擾(rao)的(de)部(bu)分(fen)頻(pin)段(duan),或(huo)者(zhe)采(cai)用(yong)前(qian)向(xiang)糾(jiu)錯(cuo)和(he)使(shi)用(yong)較(jiao)低(di)階(jie)調(tiao)製(zhi)等(deng)手(shou)段(duan)來(lai)解(jie)決(jue)。
――抗(kang)多(duo)徑(jing)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)。在(zai)無(wu)線(xian)信(xin)道(dao)中(zhong),多(duo)徑(jing)傳(chuan)播(bo)效(xiao)應(ying)造(zao)成(cheng)接(jie)收(shou)信(xin)號(hao)相(xiang)互(hu)重(zhong)疊(die),產(chan)生(sheng)信(xin)號(hao)波(bo)形(xing)間(jian)的(de)相(xiang)互(hu)幹(gan)擾(rao),使(shi)接(jie)收(shou)端(duan)判(pan)斷(duan)錯(cuo)誤(wu)。這(zhe)會(hui)嚴(yan)重(zhong)地(di)影(ying)響(xiang)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)的(de)質(zhi)量(liang)。
為了抵消這種信號自幹擾,CDMA接收機采用了RAKE分集接收技術來區分和綁定多路信號能量。為了減少幹擾源,RAKE接收機提供一些分集增益。然而由於多路信號能量不相等,試驗證明,如果路徑數超過7或8條,這種信號能量的分散將使得信道估計精確度降低,RAKE的接收性能下降就會很快。
OFDM技術與RAKE接(jie)收(shou)的(de)思(si)路(lu)不(bu)同(tong),它(ta)是(shi)將(jiang)待(dai)發(fa)送(song)的(de)信(xin)息(xi)碼(ma)元(yuan)通(tong)過(guo)串(chuan)並(bing)變(bian)換(huan),降(jiang)低(di)速(su)率(lv),從(cong)而(er)增(zeng)大(da)碼(ma)元(yuan)周(zhou)期(qi),以(yi)削(xue)弱(ruo)多(duo)徑(jing)幹(gan)擾(rao)的(de)影(ying)響(xiang)。同(tong)時(shi)它(ta)使(shi)用(yong)循(xun)環(huan)前(qian)綴(zhui)(CP)作zuo為wei保bao護hu間jian隔ge,大da大da減jian少shao甚shen至zhi消xiao除chu了le碼ma間jian幹gan擾rao,並bing且qie保bao證zheng了le各ge信xin道dao間jian的de正zheng交jiao性xing,從cong而er大da大da減jian少shao了le信xin道dao間jian幹gan擾rao。當dang然ran,這zhe樣yang做zuo也ye付fu出chu了le帶dai寬kuan的de代dai價jia,並bing帶dai來lai了le能neng量liang損sun失shi:CP越長,能量損失就越大。
――功率控製技術。在CDMA係統中,功率控製技術是解決遠近效應的重要方法,而且功率控製的有效性決定了網絡的容量。相對來說功率控製不是OFDM係統的基本需求。OFDM係統引入功率控製的目的是最小化信道間幹擾。
――網絡規劃。由於CDMA本身的技術特性,CDMA係統的頻率規劃問題不很突出,但卻麵臨著碼的設計規劃問題。OFDM係(xi)統(tong)網(wang)絡(luo)規(gui)劃(hua)的(de)最(zui)基(ji)本(ben)目(mu)的(de)是(shi)減(jian)少(shao)信(xin)道(dao)間(jian)的(de)幹(gan)擾(rao)。由(you)於(yu)這(zhe)種(zhong)規(gui)劃(hua)是(shi)基(ji)於(yu)頻(pin)率(lv)分(fen)配(pei)的(de),設(she)計(ji)者(zhe)隻(zhi)要(yao)預(yu)留(liu)些(xie)頻(pin)段(duan)就(jiu)可(ke)以(yi)解(jie)決(jue)小(xiao)區(qu)分(fen)裂(lie)的(de)問(wen)題(ti)。
――均衡技術。均衡技術可以補償時分信道中由於多徑效應而產生的ISI。在CDMAxitongzhong,xindaodaikuanyuanyuandayuxindaodepingtanshuailuodaikuan。youyukuopinmazishenlianghaodezixiangguanxing,shidezaiwuxianxindaochuanshuzhongdeshiyankuozhankeyibeikanzuozhishibeichuanxinhaodezaicichuansong。ruguozhexieduojingxinhaoxianghujiandeyanshichaoguoyigemapiandechangdu,jiukebeiRAKE接收端視為非相關的噪聲,而不再需要均衡。
對OFDM係統,在一般的衰落環境下,均衡不是改善係統性能的有效方法,因為均衡的實質是補償多徑信道特性。而OFDM技術本身已經利用了多徑信道的分集特性,因此該係統一般不必再作均衡。
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