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SDMA的性能及特點 通過前面的分析,說明SDMA系統(tǒng)具有很好的抗窄帶噪聲性能,同時還可以通過選擇合適的基小波w使得發(fā)送信號類似于背景噪聲的頻譜特性,使之具有很強(qiáng)的保密性[2].與CDMA相似,只有知

作者: 時間:2018-09-10 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

 通過前面的分析,說明系統(tǒng)具有很好的抗窄帶噪聲性能,同時還可以通過選擇合適的基小波w使得發(fā)送信號類似于背景噪聲的頻譜特性,使之具有很強(qiáng)的保密性[2].與CDMA相似,只有知道w的接收者才能獲得信息,而其他人很難竊??;并且還可以讓發(fā)送者按某一規(guī)律用不同小波發(fā)送信息(稱之為 spread ),以增強(qiáng)系統(tǒng)安全性,這與跳頻擴(kuò)頻(FH/SS)較為類似.系統(tǒng)是將信號能量分配到不同的頻率子帶上進(jìn)行傳輸,也使得系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗窄帶噪聲性能.在圖1和圖2中,傳輸函數(shù)p(n)、q(n)以及p(-n)、q(-n)即為實現(xiàn)這種分配及其逆過程.這些傳輸函數(shù)可以用正交鏡像濾波器(PR-QMF)組實現(xiàn).
  另一方面,也可以用的綜合/分析濾波器組代替?zhèn)鹘y(tǒng)CDMA系統(tǒng)中的Gold序列M序列對信息進(jìn)行擴(kuò)頻[3,4],這樣就可以將同一用戶的信處分配到不同子帶上傳輸.圖3給出了這種擴(kuò)頻系統(tǒng)結(jié)構(gòu).其中的綜合濾波器組與分析濾波器組用PR-QMF實現(xiàn),子帶選擇/提取可以用來控制信息比特在不同子帶上傳輸.圖4和圖5分別給出了在AWGN信道下這一系統(tǒng)的單用戶和兩用戶性能的計算機(jī)仿真結(jié)果.

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201809/388809.htm

圖3 SDMA擴(kuò)頻系統(tǒng)模型

圖4 AWGN信道下SDMA系統(tǒng)單用戶性能

圖5 AWGN信道下基于不同擴(kuò)頻碼的兩用戶異步CDMA系統(tǒng)性能(PR-QMF的擴(kuò)頻系數(shù)為32,Gold序列和M序列的長度為31)

  在前面的分析中曾提到SDMA系統(tǒng)的各個信道有不同誤碼率和傳輸速率.對于前者,可以通過功率控制使各信道的誤碼率接近;而對于后者,這種信道的不公平性卻正是SDMA系統(tǒng)所固有的.對于同種業(yè)務(wù)的用戶,讓他們分時地使用同一信道,以縮小各用戶平均傳輸速率的差距.例如,在奇數(shù)時隙,用戶A使用子信道C1,用戶B使用子信道C2;而偶數(shù)時隙,用戶A使用C2,用戶B使用C1.對于不同業(yè)務(wù)的用戶,這種不公平性也許卻是SDMA系統(tǒng)的優(yōu)點之一:用高速率信道傳輸寬帶業(yè)務(wù)(如圖像),用低速率信道傳輸窄帶業(yè)務(wù)(如話音),并且系統(tǒng)很自然地將這些業(yè)務(wù)結(jié)合在一起,因此這將適于傳輸多媒體信號.
  事實上,接近于正交(或準(zhǔn)正交)的擴(kuò)頻序列族中的序列個數(shù)比較少,所以當(dāng)信道容量一定時,采用這種擴(kuò)頻序列的CDMA系統(tǒng)的容量也就相應(yīng)較小[9].在實際CDMA系統(tǒng)中,為了增加系統(tǒng)容量,通常采用數(shù)目較多的非正交擴(kuò)頻序列,但這樣會直接導(dǎo)致遠(yuǎn)近效應(yīng)(near-far problem)的存在,嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能.而在SDMA系統(tǒng)中,當(dāng)確定了基小波w后,由它所構(gòu)成的小波函數(shù)族從理論上講是正交的,并且可用的擴(kuò)頻函數(shù)也較多(因為它能從頻域或時域上保證其正交性),因此可以較好地抑制遠(yuǎn)近效應(yīng),從而降低接收機(jī)的復(fù)雜性.
  SDMA擴(kuò)頻系統(tǒng)的性能與所選的基小波w有密切關(guān)系,可以用分析濾波器組的編碼增益Gs來衡量.這里

 (14)

式中σ2i是第i個分析濾波器輸出的方差,K是小波分解的層數(shù).在綜合/分析濾波器長度為L(即正交小波的支撐長度,且為偶數(shù))和給定信號譜密度P(ω)的情況下,保證系統(tǒng)性能最佳的最優(yōu)小波的選擇,就歸結(jié)為在維空間的閉集中,尋找使Gs達(dá)到極大值的最優(yōu)點.圖6(a)、(b)分別給出了信號譜密度為均勻分布和截斷Laplace分布的部分?jǐn)?shù)值計算結(jié)果.

(a)均勻分布,
(b)截斷Laplace分布,p(ω)=e-c|ω|cos(ω/2)
圖6 Gs在不同信息譜密度下的局部最優(yōu)結(jié)果(L=6)

  在圖6的數(shù)值分析中,采用局部最優(yōu)搜索結(jié)果近似代替全局最優(yōu)值,因為目前尚沒有一種完善的求解全局最優(yōu)結(jié)果的算法.另外,當(dāng)信號的譜密度比較復(fù)雜時,搜索最優(yōu)結(jié)果的復(fù)雜度也相應(yīng)增加.



關(guān)鍵詞: SDMA spectrum wavelet hopping

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