第五章 電腦模擬
5.2 CDMA 和 IDMA 在 ITU Veh.A 通道下不同都卜勒頻率的效能
模擬參數中，由於車速 、載波頻率 、都卜勒頻率 和光速 間是 有關係的，而其關係為：
V FC FD C
C D
F F V
= C (5.1)
如果直接使用(5.1)式，可能會因為系統不同的載波頻率還有頻寬而改變一 個區塊大小所受到的通道的衰減情形，因此我們定義了一個新的參數，稱 之為正規化的都卜勒頻率：
N D
F =F TC (5.2) 新定義的參數為將都卜勒頻率乘上切片速率，當固定 ，在不同的載波頻 率與傳送頻寬下，只會影響 和 的大小，並不影響一個區塊大小所受到的 通道衰減情形。
FN
FD V
在電腦模擬的時候，用戶的通道延遲假設是均勻分佈在 30 個切片時間 內，而用戶不同時傳送的τk假設均勻分佈在 16 個切片時間內。
5.2.1 模擬參數
表 5.2 CDMA 和 IDMA 在 ITU Veh.A 通道模擬參數 系統設定
載波頻率 900MHz
切片速率 1.2288Mcps
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) 6
平均通道功率 ITU Veh.A
(0 -1 -9 -10 -15 -20)dB 正規化的都卜勒頻率(FN)
F =0.0001 => 車速=147km/hour N
F =0.0003 => 車速=442km/hour N
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
5.2.2 模擬結果及討論
圖 5.5 為 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 ITU Veh.A 通道下且
F
N= 0.0001
的系統效能，在 IS-95 的系統下相當 於車速為147公里/小時，圖中可以看到與區塊瑞雷衰減通道有相同的情形，這是由於在這個車速下， ，車子經過半波長所需要的時間為 秒，因此每
F =122.88Hz
D10 3
−3
4.12 10× 4.12× − 秒通道衰減行為才改變一次，而一個區塊的
長度為1056個切片，則傳送一個區塊所需的時間為 秒，因此在區 塊長度內的通道是接近不變的。從圖中可以發現在這個通道下，CDMA 和 IDMA 用不同的多用戶偵測方法，在二次的疊代其位元錯誤率都很接近。
8.59 10× −4
而圖 5.6 是 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 ITU Veh.A 通道下且
F
N= 0.0003
時的效能，在 IS-95 的系統下相當於 車速為442公里/小時，此時F
D= 368.64Hz
，車子經過半波長所需要的時間 為 秒，同樣的在區塊長度內的通道是變化是不大的。但是由圖中 可以看到，在這個通道下 IDMA 的位元錯誤率是比 CDMA 還要好。這主要是 由於 IDMA 的交錯器是在切片時間做交錯，因此相較於 CDMA 有比較好的時 間分集(time diversity)。圖 5.7 則顯示出，在車速較高的情況下不論是 CDMA 或者是 IDMA 都有比較好的效能，這主要是由於 CDMA 或者是 IDMA 都有 使用交錯器，因此可以有效能上的提升。1.36 10× −3
圖 5.8 和圖 5.9 是比較 CDMA 和 IDMA 使用 CBC 多用戶偵測，在固定
Eb/N0=6 情形下，不同正規化都卜勒頻率的系統效能，由圖中可以發現 CDMA 和 IDMA 隨著正規化都卜勒頻率的增加，其錯誤率相差越來越大。從圖 5.9 中可以發現錯誤率在
F
N= 0.006
之後的改善幅度就明顯的降低了許多。0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
10-4 10-3 10-2 10-1 100
Eb/No(dB)
BER
CDMA and IDMA in ITU Veh-A Channel with F
N=0.0001
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
圖 5.5 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 ITU Veh.A 通 道下且FN=0.0001 的系統效能
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
CDMA and IDMA in ITU Veh-A Channel with F
N=0.0003
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
圖 5.6 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 ITU Veh.A 通
CDMA and IDMA in ITU Veh-A Channel with F
N=0.0001,0.0003
MMSE-SPIC CDMA f=0.0001 MMSE-SPIC CDMA f=0.0003 CBC CDMA f=0.0001 CBC CDMA f=0.0003 CBC IDMA f=0.0001 CBC IDMA f=0.0003
圖 5.7 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 ITU Veh.A 通 道二次疊代下且FN=0.0001,0.0003 的系統效能
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x 10-4 10-4
10-3 10-2 10-1 100
FN
BER
CDMA and IDMA in ITU Veh-A Channel(Eb/N0=6 dB)
CBC CDMA iter=0 CBC CDMA iter=4 CBC IDMA iter=0 CBC IDMA iter=4
圖 5.8 CDMA 和 IDMA 渦輪接收機使用 CBC 多用戶偵測方法，4 個用戶在 ITU Veh.A 通道 下且FN=0.0001 至FN=0.001 的系統效能
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
x 10-3 10-6
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1
FN
BER
CDMA and IDMA in ITU Veh-A Channel(Eb/N0=6 dB)
CBC CDMA iter=0 CBC CDMA iter=4 CBC IDMA iter=0 CBC IDMA iter=4
圖 5.9 CDMA 和 IDMA 渦輪接收機使用 CBC 多用戶偵測方法，4 個用戶在 ITU Veh.A 通道 下且FN=0.001 至FN=0.01 的系統效能
第六章 結論與未來研究方向
在本論文中，介紹 CDMA 和 IDMA 用渦輪接收機的方式來偵測用戶所傳送 的資料，CDMA 的多用戶偵測使用了 MMSE-SPIC 還有 CBC 的方法，從模擬中 可以發現用 MMSE-SPIC 的效能會比用 CBC 的方法來的好，只不過其複雜度 相對的也比較高，而在苐三章中，證明了 IDMA 的二種多用戶偵測的方式 GA-SPIC 還有 CBC 其實是一樣的，GA-SPIC 是先將收到的訊號作軟式平行干 擾消除再用高斯近似的方式來求外質資訊，而 CBC 則是直接將所要的訊號 以外的干擾訊號看成是高斯雜訊，進而求得外質資訊，兩種方法所得到的 外質資訊是相同的。由於 IDMA 是使用切片交錯器因此從第五章的模擬中可 以發現 IDMA 在較高的都卜勒頻率下的位元錯誤率會比 CDMA 來的好。在實 作上由於 IDMA 每個用戶都必須使用不同的交錯器，因此相對於 CDMA 而言 必須使用較多的記憶體來存交錯序列。
由於在本論文中都是假設通道是已知的，在實際的情況下，通道是必 須要用估測的，當通道估測的不準時，對於 IDMA 的效能有明顯的影響[12]，
因此在未來的研究方面，對 IDMA 系統的通道估測結合多用戶偵測，做更進 一步的研究，以增進接收機的效能。
參考書目
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