硬性多路徑干擾消除技術之效能討論. 45

圖 5.1 顯示了未加上多路徑干擾消除技術的MC-CDMA 系統在雙 路徑固定通道下的系統效能。很明顯地其系統效能表現與通道匹配的 方式有關：使用MRC 通道匹配的系統在低 SNR，也就是以雜訊為位 元錯誤主要來源的環境下有較好的效能；而在較高的SNR，也就是以 多路徑干擾為位元錯誤主要來源的狀況下，使用ZFC 通道匹配則有較 好的表現；EGC 通道匹配的效能則介於 ZFC 與 MRC 匹配方式之間；

而β=0.7 的 PEC 通道匹配方式在較低的 SNR 下表現較類似於 ZFC (β=1) 通道匹配，而在SNR 具有一定水準(>11dB)的環境下，其表現就則大幅 的超越其餘各種的通道匹配方式，這是因為藉由β值的選擇，使PEC 通道匹配能在雜訊與干擾的抑制中取得較為平衡的結果，但其效能仍 與理論值有著一定的差距(位元錯誤率 10^-3處仍有約 8.3dB 的差距)。

圖5.2 顯示了加上硬性多路徑干擾消除技術的 MC-CDMA 系統，

在雙路徑固定通道下搭配不同通道匹配方式的系統效能。很明顯地，

隨著多路徑干擾消除技術遞迴次數的增加，各種通道匹配方式的系統 效能均會有改善的現象，改善的程度則隨著通道匹配方式的不同而 異。值得注意的是，不論使用何種通道匹配，系統效能改善的程度都 會隨著遞迴次數的增加而越趨漸緩，其中尤以使用MRC 與 PEC 通道 匹配方式的系統，系統效能改善減緩的現象特別明顯。

圖5.3 將第四級硬性多路徑干擾消除並搭配不同通道匹配方式的

路徑固定通道的結果(圖 5.3)比較，PEC 通道匹配與和其他通道匹配方

圖5.10 顯示了加上軟性多路徑干擾消除技術的 MC-CDMA 系統，

在雙路徑衰減通道下搭配不同通道匹配方式的系統效能。與使用硬性 多路徑干擾消除技術的系統效能相比(圖 5.5)，整體而言此處的系統均 有著較好的表現，其原因仍是因為此處使用了軟決策後的資料進行干 擾的重建與消除，是故在決策後資料的可靠度較低時，可以降低錯誤 的干擾重建造成的效能損失。另外值得一提的是，由此處的結果搭配 圖5.2、5.5 與 5.7 可以發現，軟性與硬性多路徑干擾消除技術的效能差 異，在有衰減變化的通道下會比在固定的通道下明顯一些。

圖5.11 顯示了加上軟性多路徑干擾消除技術的 MC-CDMA 系統，

在雙路徑衰減通道下使用本論文提出的最佳化PEC 通道匹配方式的系 統效能，並與使用MMSEC 通道匹配方式的效能做比較。此處我們可 以看到：兩種通道匹配方式的系統效能在經過多次的軟性多路徑干擾 消除後差距逐漸縮小至所差無幾的地步！

圖5.12 將第四級軟性多路徑干擾消除並搭配不同通道匹配方式的 系統，在雙路徑衰減通道下的效能同時比較。此處各種通道匹配方式 的系統效能均比使用硬性多路徑干擾消除技術(圖 5.6)時有改善，且改 善的程度較雙路徑固定通道時來得明顯些，而其相對優劣關係在趨勢 上則大致相同，此處也不再贅述。

由以上的模擬結果，我們可以歸納出一些現象：首先，多路徑干 擾消除技術經由電腦模擬，可證明的確有改善系統效能表現的功用；

其次，位元錯誤率的效能改善程度均會隨著多路徑干擾消除的遞迴次 數增加而減緩，如果我們把兩個連續層級“重建之干擾＂的“差異＂

視作系統對“前一次資料決策＂的“修正＂，則這樣的現象就可以解 讀為“系統已經很難再藉由不斷遞迴的動作，找出先前資料決策的錯 誤並修正之＂；第三，除了多路徑干擾消除在遞迴時的效能改善程度 與第一級的通道匹配方式有關外，特別的是在雙路徑衰減通道時，使 用EGC 通道匹配方式的系統效能竟然一舉超越 ZFC 通道匹配方式的表 現！經由模擬統計後，我們可發現兩者在一個符元內的位元錯誤數目 有著不同的分布情況，但是否這就是造成此一現象的主要原因，值得 我們做進一步的研究與探討；最後，使用軟資料決策進行干擾重建與 消除的軟性多路徑干擾消除技術，由於可以降低錯誤的干擾重建造成 的效能損失，故其效能表現的確比硬性多路徑干擾消除技術的效能來 得好，而改善的程度在有衰減的通道下會比沒有衰減的通道下來得明 顯，而造成此現象的原因是否也與“一個符元內的位元錯誤數目分 布＂有關，還需要做更進一步的研究才能下定論。

圖5.1 MC-CDMA 系統在雙路徑固定通道下，接收端分別搭配 MRC、EGC、ZFC 以及 PEC 通道匹配方式的系統效能

(a) (b)

(c) (d)

圖5.2 MC-CDMA 系統在雙路徑固定通道下，接收端使用硬性多路 徑干擾消除技術，並搭配不同通道匹配方式的系統效能

(a) 使用 MRC 通道匹配方式，進行 1~4 次遞迴的多路徑干擾消除 (b) 使用 EGC 通道匹配方式，進行 1~4 次遞迴的多路徑干擾消除 (c) 使用 ZFC 通道匹配方式，進行 1~4 次遞迴的多路徑干擾消除 (d) 使用 PEC 通道匹配方式，進行 1~4 次遞迴的多路徑干擾消除

圖5.3 MC-CDMA 系統在雙路徑固定通道下，接收端使用硬性多路 徑干擾消除技術，並搭配不同通道匹配方式的系統效能(第 4 次遞 迴的多路徑干擾消除)

圖5.4 MC-CDMA 系統在雙路徑衰減通道下，接收端分別搭配 MRC、EGC、ZFC 以及 PEC 通道匹配方式的系統效能

(a) (b)

(c) (d)

圖5.5 MC-CDMA 系統在雙路徑衰減通道下，接收端使用硬性多路 徑干擾消除技術，並搭配不同通道匹配方式的系統效能

(a) 使用 MRC 通道匹配方式，進行 1~4 次遞迴的多路徑干擾消除 (b) 使用 EGC 通道匹配方式，進行 1~4 次遞迴的多路徑干擾消除 (c) 使用 ZFC 通道匹配方式，進行 1~4 次遞迴的多路徑干擾消除 (d) 使用 PEC 通道匹配方式，進行 1~4 次遞迴的多路徑干擾消除

圖5.6 MC-CDMA 系統在雙路徑衰減通道下，接收端使用硬性多路 徑干擾消除技術，並搭配不同通道匹配方式的系統效能(第 4 次遞 迴的多路徑干擾消除)

(a) (b)

(c) (d)

圖5.7 MC-CDMA 系統在雙路徑固定通道下，接收端使用軟性多路 徑干擾消除技術，並搭配不同通道匹配方式的系統效能

(a) 使用 MRC 通道匹配方式，進行 1~4 次遞迴的多路徑干擾消除 (b) 使用 EGC 通道匹配方式，進行 1~4 次遞迴的多路徑干擾消除 (c) 使用 ZFC 通道匹配方式，進行 1~4 次遞迴的多路徑干擾消除 (d) 使用 PEC 通道匹配方式，進行 1~4 次遞迴的多路徑干擾消除

圖5.8 MC-CDMA 系統在雙路徑固定通道下，接收端使用軟性多路 徑干擾消除技術，並搭配MMSEC 與最佳化 PEC 通道匹配方式 的系統效能(進行 1~4 次遞迴的多路徑干擾消除)

圖5.9 MC-CDMA 系統在雙路徑固定通道下，接收端使用軟性多路 徑干擾消除技術，並搭配各種不同通道匹配方式的系統效能(第 4 次遞迴的多路徑干擾消除)

(a) (b)

(c) (d)

圖5.10 MC-CDMA 系統在雙路徑衰減通道下，接收端使用軟性多 路徑干擾消除技術，並搭配不同通道匹配方式的系統效能

(a) 使用 MRC 通道匹配方式，進行 1~4 次遞迴的多路徑干擾消除 (b) 使用 EGC 通道匹配方式，進行 1~4 次遞迴的多路徑干擾消除 (c) 使用 ZFC 通道匹配方式，進行 1~4 次遞迴的多路徑干擾消除 (d) 使用 PEC 通道匹配方式，進行 1~4 次遞迴的多路徑干擾消除

圖5.11 MC-CDMA 系統在雙路徑衰減通道下，接收端使用軟性多 路徑干擾消除技術，並搭配MMSEC 與最佳化 PEC 通道匹配 方式的系統效能(進行 1~4 次遞迴的多路徑干擾消除)

圖5.12 MC-CDMA 系統在雙路徑衰減通道下，接收端使用軟性多 路徑干擾消除技術，並搭配各種不同通道匹配方式的系統效能 (第 4 次遞迴的多路徑干擾消除)

第六章

延伸應用：搭配多路徑干擾消除技術 之分碼多重進接系統

CDMA 系統可視為 MC-CDMA 系統的簡化版本，兩者其實非常類 似，故在接收端的訊號處理上也可使用相似的方法。本章就將說明如 何將多路徑干擾消除技術使用於 CDMA 系統。首先我們會從傳送端架 構開始介紹，結著說明接收端的多路徑干擾消除技術如何運作，並仿 效 MC-CDMA 系統，設計出 CDMA 系統的軟決策方式，並在最後佐 以電腦模擬，驗證其效能。