第四章 無保護區間之正交分頻多工系統
4.1 多使用者連續干擾消除系統
我們可以在直序展頻-分碼多工存取(Direct Sequence Code Division Multiple Access, DS-CDMA)系統和正交分頻多工系統間找到許多共通的現象：
1. 區分多重使用者的方法是使用彼此正交的展頻碼(Spreading Code)來載送 資料，而在正交分頻多工系統中則是利用不同且彼此正交的載波來區分 多重使用者訊號。
2. 這兩種系統在遭遇到不理想的通道響應後，皆會使得接收訊號喪失原本 的正交性，進而引起多重存取干擾(Multiple Access Interference, MAI)、
符號間干擾及載波間干擾等現象。
在直序展頻-分碼多工存取系統中，過去的文獻顯示出可以利用多重使用者偵測
技術(Multi-user Detectio 於這兩個系統有
因此刺激想要將多重使用者偵測技術推廣到正交分頻多工系統
[
1]
y而F= f ... fK 為 IDFT 矩陣。傳送符號 經過多重路徑通道後，在接收端加 脈衝響應(Channel 上可加成性白色高斯雜訊n 即接收符號。這裡假設離散通道的
Impulse Response, CIR)點數 L，比傳送的離散 OFDM 符號 y 的取樣數N要少，即 N≤L，其中N =T T/ s，且L=ceil T( m/ ) 1 Ts − ， T 為符號週期T 為取樣週期，s
( )
ceil i 代表取最小整數的函數。傳送信號經過衰退的多重路徑通道，導致符號間 擾。
干擾和載波間干擾 ，再消除載波間干
圖 多使用者偵測的
，在接收機設計中我們將先消除符號間干擾
4.1-1： OFDM 系統模型
假設頻率和時間在接收端達完美的同步，讓我們考慮過去、現在、未來，三 個傳送符號y 、l+ y 、l y ，並且觀察以l− y 開始的l N+L個信號點，見圖4.1-2：
圖 4.1-2：傳送符號 y 於多重路徑通道傳輸示意圖 r
如圖所示，因此接收訊號 可寫成
0
, ,
1 0
( )
= ( )
L
l l l l
l
K L
l k k k k l k k l
k l
h
h x x x
+ −
=
+ + − −
= =
= + + +
+ + +
∑
∑∑
r y y y n
f f f n
(4.1.2)
其中
( )
e Error, MMSE)，則可以解出傳送訊號
小均方差法則 ˆx
(Minimum Mean Squar
{ }
利用 進行連續消除載波間干擾(Successive Interference Cancellation, SIC)。ˆ
4.1.2 電腦模擬
以下說明電腦模擬的系統參數，本系統使用QPSK 調變，子載波的總數總共 有 64 個，但是我們只選用其中的 62 個子載波。衰退的多重路徑通道是用 Slow Clark 的瑞雷衰褪通道，假設通道脈衝響應為指數衰減，而最大的均方根(Root Mean Square, RMS)通道延遲為τrms =3Ts 。在上述的系統設定下，我們將本系統 (以下稱 SIC-DF) (One Tap Frequency Domain Equalizer, 1-Tap FEQ) (以下稱 FEQ-OFDM)，比較兩者的錯
和常見的使用一階頻率等化器 的正交分頻多工系統
誤率表現，FEQ-OFDM 使用循環字首的長度為16T ，恰好是四分之一的正交分s 頻多工週期。
圖4.1-5：一般 OFDM 系統和多使用者偵測系統的效能比較圖
模擬圖如圖 4.1-5 所示，兩系統在接收端都假設完美的時間和頻率的同步 下，可從模擬圖中，看到不使用循環字首的 SIC-DF 在相同的 SNR 下有較好的 錯誤率表現。雖然我們並沒有使用到全部的載波造成了少量的冗餘頻寬(Guard Band)，但是相較於不使用循環字首所節省下的傳送能量，SIC-DF 載波上平均所 得到的能量仍然有相當的提升，因此錯誤率有較好的表現。