第五章 電腦模擬
5.1 CDMA 和 IDMA 在多路徑區塊衰減通道的效能
本章內容為利用電腦模擬的方式，使用第二章和第三章所提到的接收機 架構，比較 CDMA 和 IDMA 在不同的通道環境下的位元錯誤率，在模擬中假 設用戶不同時傳送的延遲τk、通道路徑數、通道功率、通道延遲時間和雜 訊的能量皆為已知。
5.1 CDMA和IDMA在多路徑區塊衰減通道的效能
區塊瑞雷衰減通道(block Rayleigh fading channel)是假設通道在一 個傳送的資料區塊是沒有變化，下一個區塊通道才會有變化。
5.1.1 模擬參數
表 5.1 CDMA 和 IDMA 在多路徑區塊瑞雷衰減通道模擬參數 系統設定
載波頻率 900 MHz
切片速率 1.2288 Mcps
資料速率 153.6 kbps
資料位元 128 bit
區塊長度 1056 chip
用戶數 4
調變 BPSK
交錯器 隨機交錯器
摺積碼
碼率 1/2
產生多項式 (23，35)8
通道
路徑數目(L) 8
通道功率 (0 0 0 0 0 0 0 0)dB
CDMA
展頻碼 華許正交碼
展頻碼長度(Nu) 4
攪亂碼 IS-95 上鏈長攪亂碼
IDMA
重複碼長度(Nrep) 4
5.1.2 模擬結果及討論
圖 5.1 和圖 5.2 為 CDMA 的渦輪接收機使用 MMSE-SPIC 和 CBC 兩種多用 戶偵測方法，在不同的疊代數下的效能。從圖中可以發現使用渦輪接收機，
一次疊代就可以有不錯的系統效能了，隨著疊代的次數增加，系統的效能 也就越好，使用 MMSE-SPIC 的方法在二次疊代之後收斂，使用 CBC 則是在 三次疊代之後收斂。
圖 5.3 為 IDMA 的渦輪接收機使用 CBC 多用戶偵測方法，在不同的疊代 次數下的效能，與 CDMA 的結果相似，在三次的疊代後系統效能就收斂了，
而且與單一用戶的錯誤率效能相同。
圖 5.4 顯示了 CDMA 和 IDMA 中渦輪接收機使用不同多用戶偵測方法，疊 代次數為零的和疊代次數為二的位元錯誤率，圖中第零次疊代，CDMA 使用 MMSE-SPIC 多用戶偵測方法有最好的位元錯誤率效能，這是由於第零次疊代 沒有軟資訊的情況下，已知 CBC 多用戶偵測與 GA-SPIC 多用戶偵測是等效 的，所以不論是 CDMA 或者是 IDMA 沒有做干擾消除下 CBC 多用戶偵測所得 到的外質資訊是不夠好的，而使用 MMSE-SPIC 多用戶偵測至少有做 MMSE 等 化，所以在第零次疊代有較好的效能。而當疊代次數為二時，可以發現 IDMA 使用 CBC 多用戶偵測可以比 CDMA 同樣使用 CBC 多用戶偵測更接近單一用戶 的效能，因為 IDMA 在解展頻時假設每個重複碼的碼元間是互相獨立的，由 於交錯器是在展頻之後，每個重複碼的碼元間是接近互相獨立的。而 CDMA 的交錯器是在展頻之前，所以每個展頻碼的碼元間是有相關性的，也因此 會造成效能的下降。CDMA 使用 MMSE-SPIC 多用戶偵測做用聯合(joint)的方 式來得到外質資訊，而並沒有使用到展頻碼間互相獨立這個假設，因此效 能又比用 CBC 多用戶偵測來的好，不過還是比 IDMA 用 CBC 多用戶偵測還來 的差。
0 1 2 3 4 5 6 7 8
CDMA in mulitpath block Rayleigh fading channel (8 path)
MMSE-SPIC CDMA iter=0 MMSE-SPIC CDMA iter=1 MMSE-SPIC CDMA iter=2 MMSE-SPIC CDMA iter=3 MMSE-SPIC CDMA iter=4 signle user
CDMA in mulitpath block Rayleigh fading channel (8 path)
CBC CDMA iter=0 CBC CDMA iter=1 CBC CDMA iter=2 CBC CDMA iter=3 CBC CDMA iter=4 signle user
圖 5.2 CDMA 渦輪接收機使用 CBC 多用戶偵測，4 個用戶在 8 個路徑區塊瑞雷衰減通道下，
不同疊代數的系統效能
0 1 2 3 4 5 6 7 8
IDMA in mulitpath block Rayleigh fading channel (8 path)
CBC IDMA iter=0 CBC IDMA iter=1 CBC IDMA iter=2 CBC IDMA iter=3 CBC IDMA iter=4 signle user
CDMA and IDMA in mulitpath block Rayleigh fading channel (8 path)
MMSE-SPIC CDMA iter=0 MMSE-SPIC CDMA iter=2 CBC CDMA iter=0 CBC CDMA iter=2 CBC IDMA iter=0 CBC IDMA iter=2 signle user
圖 5.4 CDMA 和 IDMA 渦輪接收機使用不同的多用戶偵測方法，4 個用戶在 8 個路徑區塊 瑞雷衰減通道下的系統效能