le développement des technologies de communication, la recherche de l'efficacité énergétique et de maximiser l'efficacité du spectre est une direction éternelle. Mettre l'accent sur l'évolution passée de la technologie de communication, modulation numérique au lieu de modulation analogique, de sorte que la capacité anti-interférences et des systèmes de communication ont fait d'énormes progrès en termes de facilité de traitement numérique. De la manipulation par déplacement d'amplitude de modulation classique, modulation par déplacement de phase, modulation par déplacement de fréquence pour la modulation de courant du spectre largement répandue, le multiplexage par répartition en fréquence orthogonale (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, ODFM), entrée multiple sortie multiple ( multiple-Input multiple-Output, MIMO) et autres. Le développement de ces formes d'ondes de modulation, afin d'améliorer en permanence l'efficacité du débit de transmission et le spectre du système de communication, dans une certaine mesure, se retrouver cette augmentation exponentielle des besoins de services de trafic de données. Cependant, l'efficacité spectrale élevée apporte une forte consommation d'énergie et de la complexité de la mise en uvre du système et d'autres questions, est devenu un défi majeur pour la technologie de communication actuelle. propose donc de toute urgence pour atteindre l'équilibre d'efficacité spectrale et l'efficacité énergétique, en tenant compte de la performance globale du système des TIC vert . Il est dans ce contexte, l'indice de modulation des techniques (Indice de modulation, IM) ont été proposées . Au cours des dernières années, la technologie IM a suscité l'inquiétude des chercheurs.

La présente étude a porté sur l'indice de modulation modulation de l'indice de sous-porteuse (sous-porteuse indice de modulation, SIM) , la modulation spatiale (modulation spatiale, SM) et technique (Code Modulation Index, CIM) sur la base. technique CIM est un indice de l'antenne de la technique d'étalement SM devient index de code, avec des techniques similaires bien technique. Les deux blocs de modulation de l'indice des techniques codes de Walsh sont perpendiculaires entre eux, et appartiennent les deux techniques. Un mode de transmission est une communication à spectre étalé est utilisée pour définir la largeur de bande du signal de transmission est beaucoup plus grande que la largeur de bande d'information de l'information elle-même, la bande d'étalement est réalisé par l'information de code d'étalement est rien indépendant, à voir avec les informations de transmission.

Ici, la modulation de l'index de code technique de spectre étalé aire et analysés et comparés dans tous les systèmes modèles émetteur-récepteur, le taux d'erreur binaire et comme la complexité. Comme on le voit à l'arrière des résultats de la simulation, à la fois la technologie à étalement de spectre se propage codes avec l'augmentation des performances est d'obtenir une meilleure, mais sera également accru la complexité croissante du système de codes d'étalement, donc dans le projet actuel examinera une relation équilibrée entre les deux. technique de modulation d'indice de code est un nouveau débit de données élevé et à haute efficacité spectrale dans un système de communication, le même indice de ressources, indice de code de modulation de l'efficacité spectrale technique à étalement de spectre aire est plus du double, cet article compare deux type de technologie de spectre étalé pour améliorer la compréhension de la nouvelle modulation de l'indice de code de la technologie.

1 modèle de système

Plus de 1,1 Ary Spread Spectrum

M-aire système de communication à étalement de spectre est un retour que des codes d'étalement, de m bits du code d'information binaire, un total de M = 2 m états, chaque état correspondant à un code pseudo-aléatoire, de sorte que le système à spectre étalé ary est également appelé dans M systèmes à spectre étalé du système. M-aire système à étalement de spectre de longueur L M par code pseudo-aléatoire mutuellement orthogonaux Cj (j = 0,1,2, ..., M-1) est représenté. anti-interférence capacité du système est basé sur le signal de spectre étalé à séquence directe est élargie au détriment de la bande passante, et il est difficile de parvenir à un multiple fractionnaire de la diffusion, en fonction des besoins réels, les différences hexadécimaux DS et DS en bande passante seront divisés en spectre étalé à séquence directe habituellement étalé à séquence directe de spectre, M-aire étalement de spectre par séquence directe, la bande passante du spectre à bande étroite et la propagation d'étalement . Dans le document système de spectre étalé Ary noté a une faible densité spectrale, une efficacité élevée du spectre, la capacité anti-multipath, taux élevé de transmission de l'information, une petite interférence entre symboles, le taux d'erreur binaire et une distance de communication et ainsi de suite d'améliorer l'efficacité globale du système de communication, il est un moyen efficace de réaliser des communications efficaces DSSS.

Émettre et recevoir modèle de système à étalement de spectre aire représentée sur la Fig. L'entrée des informations binaires train de bits à l'extrémité de transmission et sont regroupés par les bits série-m après la conversion, chaque ensemble de données de matrice de bit binaire sélectionné séquence d'étalement d'une modulation de porteuse de code d'étalement, puis transmis par l'intermédiaire d'une antenne.

Signal de canal de bruit gaussien (AWGN) blanc après avoir atteint l'extrémité de réception, après la reprise de l'onde porteuse est échantillonné, le signal échantillonné est multiplié par une extrémité de réception avec chaque code d'étalement, puis en additionnant la longueur de code L, la valeur absolue est sélectionnée par le comparateur la valeur maximale, à déterminer un code d'étalement qui passent au-dessus de la partie de transmission, et finalement récupéré par démodulation des bits d'information d'origine.

1,2 yards Indice de modulation

Sur la base de séquence directe 2015, Kaddoum G a proposé d'autres diffusion indice de modulation de code technologie. Code de symboles de modulation d'indice à l'aide de la séquence directe M-aire propagation des techniques de modulation de spectre, et à la fin d'émission, codes d'étalement sont mutuellement orthogonaux de Walsh composants Nt. À l'émetteur, un train de bits d'information binaire est divisé en blocs, le nombre de bits par bloc est: NCIM = 2log2 (Nt) + log2 (M), où nt = log2 (Nt), n = log2 (M) représente l'expansion bits et le nombre de bits mis en correspondance avec des symboles de modulation correspondant au code de fréquence, à modulation CIM et composante en quadrature de phase des symboles de modulation du code d'étalement requise étalement modèle de système émetteur-récepteur de modulation d'indice de code représenté sur la figure 2 .

Signal de canal bruit gaussien (AWGN) blanc après avoir atteint l'extrémité de réception, l'extrémité de réception dans la récupération de la porteuse et le signal d'échantillonnage, respectivement, avec chaque code d'étalement est multiplié. Etant donné que le même procédé que composante en phase et en quadrature, de sorte ici que selon la partie en phase. Nt respectivement multipliés par des codes d'étalement en phase, une longueur de code L est alors la somme, en prenant ensuite les valeurs absolues après sommation, puis en sélectionnant un maximum par le comparateur, pour déterminer la composante de phase de fin d'émission sélectionnée dont je suis un code d'étalement, la section de traitement perpendiculairement à exactement la même démappé finale pour récupérer les bits d'informations numériques d'origine en estimant démodulateur et un code d'étalement.

1,3 distinguer les deux Spread Spectrum

Comme on le voit de la section 1.1 et la section 1.2 décrit les principes de base du système et M-aire diffusion système de modulation de l'indice de code, il y a beaucoup de similitudes entre les deux techniques d'étalement du spectre, les mêmes sont deux technologies à étalement de spectre est utilisé le code d'étalement de Walsh dans le système, la différence est que le code d'étalement M-aire se propage en tant que support d'information, seul le code d'étalement transmis dans chaque tranche de transmission. indice de code et le code d'étalement modulation transporte seulement une partie des bits d'information, l'autre partie des bits d'information pour la composante en phase et la section de modulation en bande de base en quadrature, les codes d'étalement sont multipliés avec les symboles de modulation d'étalement, les deux types de technique d'étalement du spectre qui est pas au même endroit, mais sont basés sur la technologie de spectre étalé à séquence directe évolué les deux techniques d'étalement de spectre.

2 gain d'étalement

Dans un système de communication à étalement de spectre, généralement mesurée par la capacité anti-brouillage Spread Spectrum Systems « gain d'étalement » Gp, le gain d'étalement définie est le rapport entre le signal de sortie du rapport de puissance de bruit du récepteur associé au signal d'entrée de rapport de puissance de bruit, La bande passante peut être considéré comme le rapport Bss largeur de bande d'étalement Bb avant et après l'épandage. Dans étalé à séquence directe système de communication à spectre, un taux de code d'étalement Rc, le code d'informations de taux est Rb, le gain d'étalement peut être défini comme suit:

utilisation du système à spectre étalé Ary (L, m) codage, à savoir, des bits d'information m de longueur L est remplacée par un code pseudo-aléatoire, m bits de bits d'information un total de M = 2m codes pseudo-aléatoires, le côté de transmission par l'intermédiaire des bits d'information des données en série est converti en m voies parallèles, et l'utilisation des bits d'information de m à partir d'un des codes d'étalement sont sélectionnés manière m 2m = chemin orthogonaux entre eux en tant que signal de transmission de propagation. Étant donné que la conversion série-parallèle, réduit à la bande passante du système code d'informations d'origine en 1 / m, le spectre étalé aire de gain d'étalement peut être défini comme suit:

Dans lequel, après étalement de la bande passante BSSD système à étalement de spectre aire, la largeur de bande d'étalement avant Bbd système à étalement de spectre aire, Rcd pour le taux de transmission du code d'étalement, est Rbd les bits d'information de taux de transmission.

Après modulé à la section des informations d'index de code de fin de transmission bit conversion série-parallèle, et la modulation de mappage est divisé en parties, le bit d'information de section de modulation en un symbole modulé, la section de mise en correspondance ont été sélectionnés d'étalement composante de phase de code et symboles en quadrature de modulation composant, l'envoi de bits d'information d'extrémité de la série de données en parallèle chemin NCIM, en raison de la conversion série-parallèle, réduit à la largeur de bande du code d'informations d'origine 1 / NCIM, le gain du système de modulation de l'indice de code d'étalement peut être défini comme suit:

Dans lequel, BSSC après la largeur de bande de l'indice de code du système de modulation à étalement de spectre, la bande passante Bbc avant de se propager système de modulation de l'indice de code, Rcc est le taux de transmission du code d'étalement, Rbc est les bits d'information de taux de transmission.

En comparant la formule (1) à (3), les conclusions suivantes peuvent être tirées:

(1) A partir de (1), la formule (2), si elles sont égales et le débit de transmission de l'information de gain de propagation sont identiques, à savoir, Gp = (Gp) d, Rb = Rbd, il BSSD = Bss / m. Ainsi, le système de spectre étalé Ary est adapté pour les systèmes à bande passante limitée, le système de spectre étalé Ary est particulièrement important dans les ressources de bande passante statut quo de plus en plus tendue.

(2) à partir de la formule (1), la formule (3), si elles sont égales et le débit de transmission de l'information de gain de propagation sont identiques, à savoir, Gp = (Gp) c, Rb = Rbc, il BSSD = Bss / NCIM. Ainsi, le système de modulation de l'indice de code est toujours approprié pour les systèmes de bande passante limitée, dans des circonstances normales NCIM > m. Ainsi, le code d'indice de modulation adapté pour réduire la bande passante des systèmes.

(3) De (2), la formule (3), si elles sont égales et le débit de transmission de l'information de gain de propagation sont identiques, à savoir (Gp) d = (Gp) c, Rbd = Rbc, en général, il BSSD = par conséquent, les systèmes de modulation de code d'indice que le système à étalement du spectre d'ordre M pour les systèmes de bande passante inférieure.

3 analyse de la complexité

Ce code section de modulation de l'indice et M-aire étalement de spectre la complexité du système d'analyse comparative, afin de faciliter la comparaison entre eux, la même efficacité spectrale de deux système à étalement de spectre hypothétique, et l'efficacité spectrale sont N, un multi- le nombre de code PN binaire pour le système à spectre étalé Nt, satisfaisant Nt = 2N. Réalisée en comparant les fréquences d'étalement solution d'étalement des bits d'information transmis Ns pour évaluer la complexité du système, le système de modulation de l'indice de code émet un calcul de symboles de modulation nécessite deux opérations d'étalement et de désétalement. Où M représente l'ordre de la modulation d'indice de code, le système à spectre étalé M-aire transmet une opération d'étalement du signal et la nécessité d'un calcul de désétalement Nt secondaire, par conséquent, lorsque les deux systèmes à étalement de spectre d'émission des bits Ns d'information à l'extrémité de transmission les bits, l'expression relationnelle de celui-ci est représentée dans le tableau 1.

Comme on peut le voir d'après une table, dans la même efficacité spectrale, pour comparer les deux techniques d'étalement du spectre dépend de la complexité du système à étalement de commande de modulation M-aire spectre, le nombre de codes d'étalement et des systèmes de modulation de l'indice de code qui est, seulement connaître le Nt et M, afin d'obtenir l'indice de code et spectre étalé M-aire désétaler le nombre d'opérations, de comparer la complexité des deux.

4 Les résultats de simulation

Dans cette simulation de section à l'aide diffusion Matlab M-aire système de modulation du spectre et un indice de code. Lorsque la simulation en utilisant l'environnement de simulation des processus de bande de base équivalent est additif canal de bruit blanc gaussien additif (AWGN), le nombre de SNR simulé de chaque symbole à 105, le code d'étalement utilisé dans les codes de longueur de code de Walsh L = 64 . Cette section du système de modulation de l'indice de code de simulation dans différentes configurations, le taux d'erreur binaire et d'un système à étalement de l'indice de code du système de modulation aire de spectre à la comparaison de l'efficacité spectrale, le même indice de code du système de modulation et l'indice d'un système à spectre étalé-aire ressource taux d'erreur de bit de comparaison, en outre, un système de simulation de modulation de l'indice de code et les performances du système à spectre étalé M-aire, plus signal d'interférence. Les principaux paramètres de la simulation sont répertoriés dans la simulation figure, chaque courbe est indiquée par la gauche vers le nom du programme à droite (comme la CIM), le nombre de codes d'étalement (par exemple de 2PN, 4PN), la commande de modulation en bande de base (par exemple MDP4, MDP8 ). Les éléments suivants sont mentionnés bits de transmission de bits de transmission par intervalle de transmission, à savoir le nombre de bits par symbole.

La figure 3 est l'utilisation d'une longueur de code de simulation L = 64 fonction de Walsh, un code de la courbe de taux d'erreur bit système de modulation d'indice de différentes configurations. Comme on peut le voir à partir de la courbe et , qui tous deux utilisent le même numéro de code PN, en utilisant différents ordres de modulation, que la courbe de profil passer un seul bit d'information dans chaque intervalle de transmission, mais la courbe bonne performance est d'environ 4 dB. Puis comparer la courbe , entendu, le même ordre de modulation, le nombre des différents codes PN, mais une meilleure courbe de performance dans le graphe d'environ 1 dB environ. Ainsi, dans le système CIM, l'augmentation de l'ordre de modulation diminuera les performances, augmentée en augmentant le nombre de propagation des interférences des codes.

Simulation en utilisant la Fig. 4 est une fonction de la longueur de code de Walsh L = 64, l'indice de modulation est un code d'étalement aire et la comparaison de la performance de la courbe de taux d'erreur de bit. Courbe et avec la même efficacité spectrale, on peut le voir sur le graphique, Ary code d'étalement est mieux que la modulation de l'indice de performance d'environ 2 dB, courbes et ressources ont le même indice, on peut voir à partir du graphique, la modulation de l'index de code bonne performance en aire d'étalement d'environ 1 dB, la courbe et ont la même efficacité spectrale, on peut voir d'après le graphique, le rendement d'étalement aire de modulation d'indice de code est de loin supérieur, parce que, pour assurer le même spectre efficacité, seule une commande de modulation de l'indice de code de modulation est augmentée, la performance sera inférieure propagation Ary. La courbe et voir alors à ce moment deux types de ressources technologiques de spectre étalé ont le même indice, le code d'indice modulé performance spectre étalé M-aire est supérieure à environ 0,5 dB. Il en résulte que, lorsque le même système à étalement performances de l'efficacité spectrale meilleure aire de spectre pour le système de modulation de l'indice de code, le même indice de ressources, les performances du système de modulation d'indice de code est meilleur que la propagation M-aire système de spectre, et l'indice de ressource relatif Pendant ce temps, l'indice de code de système spectrale de modulation d'efficacité plus de système à étalement de spectre à double aire.

La figure 5 est une simulation en utilisant une longueur de code L = fonction de Walsh 64, un système de modulation et un système à étalement de spectre aire d'index de code sont couplés signal d'interférence simulé. Le signal d'interférence est en quadrature amplitude modulation (QAM), où r1 est 8QAM, r2 est 4QAM. Rapport de signal sur la puissance d'interférence et de la puissance de signal d'interférence du signal souhaité est considéré comme un rapport signal sur interférence, la courbe et est 7,27 dB, on peut le voir à partir du graphique, dans les mêmes conditions, le rapport signal sur interférences, le système de modulation index de code de brouillage la performance est bien meilleure que le système à spectre étalé M-aire. courbe de signal de rapport d'interférence et sont 4,27 dB, on peut encore le voir sur le graphique, le même rapport anti-interférence système de modulation de l'indice de code de SIR dans des conditions beaucoup mieux que le système à spectre étalé aire. De plus, l'efficacité spectrale de l'indice de code du système de modulation est plus de trois fois système à étalement de spectre aire, il peut être vu à partir de. La figure 3 et. La figure 4, plus le numéro du code PN, à la fois le système à spectre étalé, meilleure est la performance, mais la complexité du système permettra également d'augmenter. Comme on peut le voir sur la Fig. 5, avec le signal d'interférence, plus forte que la capacité du système à spectre étalé aire dans le système de modulation de l'indice de code de brouillage lorsque le même rapport signal à interférence.

5 Conclusion

Cet article compare la modulation d'indice de code et de la technologie à spectre étalé M-aire, sont basés sur une technologie à étalement de spectre en séquence directe évolué ces deux techniques à étalement de spectre. spectre étalé Ary est longtemps proposé par la technologie de spectre étalé, tandis qu'une technique de modulation de code d'index est les deux dernières années proposées par des chercheurs étrangers. Dans cet article, le modèle de base du système de modulation et du système d'index des codes de spectre étalé Ary, le gain d'étalement et analyse la complexité des deux techniques de spectre étalé et la simulation de la performance de taux d'erreur binaire. L'analyse et les résultats numériques montrent que le système de modulation de l'indice de code du modèle est plus complexe que le système de spectre étalé M-aire, mais plus élevé système de modulation de l'indice de code spectre d'efficacité, la capacité anti-ingérence. Il est le même, mais également la complexité de l'efficacité spectrale est déterminée en fonction de différents paramètres. Les résultats de la simulation montrent que les deux technologies se multiplient avec l'augmentation des codes d'étalement, la performance est mieux. Dans le projet actuel devrait également tenir compte de la complexité du système, ce sera une prise en compte équilibrée de la complexité du numéro de code d'étalement et la mise en uvre du système.

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Informations sur l'auteur:

Feng Sheng 1, Jiang Zhilin 1, 2 Yang Qin, Zheng grue 2, Ge Lijia 3

(1. Laboratoire clé de l'Université des Postes et Télécommunications, la ville de Chongqing, Chongqing technologie mobile Communication, Chongqing 400065, Chine;

2. OFFICIER School of Engineering Communication, Chongqing 4000353. Chongqing Pro Philippine Electronics Co., Ltd, Chongqing 400041)