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3G演进系统的上行多址及随机接入技术探讨摘要3G演进系统中的上行多址是由上行以及下行两种链路组成的，目前基于3G技术的上行链路是探讨者关注的重点，因为其中要解决的问题还比较多。因为上行链路端口有别于下行链路，所以适用于下行多址的OFDM方法不能干脆移植到上行链路中。而且现代社会中的通信越来越显现出面对IP服务的标准，基于此，随机接入技术改进也是亟待进行的探讨。该论文就是以上行多址以及随机接入为探讨对象，通过对IFDMA以及DFT-SOFDM两种不同的上行多址方案的模型、性能的分析以及二者的比较分析，以期提出有效的上行多址方案，同时提升随机接入技术；在进行随机接入技术的探讨中，以方案的提出以及性能论证为探讨方法，得出了DFT-SOFDM方案的运用具有更大的优势；此外论文还进行了能提升用户数量的分类接入以及能够提升系统运用效率的同步随机接入和异步随机接入方式的探讨。关键词：3G演进；上行多址；随机接入；Abstract3Gevolutionsysteminuplinkmultipleuplinkanddownlinkiscomposedoftwolinkcomponent,basedonthecurrent3Gtechnologyuplinkfocuson,becauseoftheproblemtobesolvedismore.Becausetheuplinkportisdifferentfromthedownlink,soisapplicabletodownlinkmulti-accessOFDMmethodcannotbedirectlyextrapolatedtouplink.Butinmodernsociety,communicationincreasinglyrevealedfaceofIPservicestandards,basedonthis,randomaccesstechnologyimprovementistostudy.Thethesisisabovethelinemultipleandrandomaccessastheresearchobject,basedontheIFDMAandDFT-SOFDMoftwodifferentuplinkmultipleaccessschememodel,performanceanalysisandcomparativeanalysisofthetwo,inordertoputforwardeffectiveuplinkmultipleaccessscheme,whileimprovingtherandomaccesstechnology;intherandomaccesstechnologybasedon,toplanandperformancedemonstrationresearchmethod,obtainedusingDFTSOFDMschemehasmoreadvantages;inadditionthepaperalsocarriedoutcanimprovethenumberofusersaccessandimproveclassificationefficiencysynchronousrandomaccessandasynchronousrandomaccessmoderesearch.Keyword:3Gevolution;uplinkmultipleaccess;randomaccess第一章绪论 1.1探讨背景与意义为了适应现代社会的发展，移动通信的发展已经呈现出了业务类型以及服务方式丰富多样的特点，同时对信息数据的传播速度也提出了新的要求，并且移动通信系统的康平率以及抗干扰的性能都有待提高。面对这种状况，以及被运用的OFDM已经较好的解决了这个问题,但是OFDM的弊端在于峰均功率过高，这样信息数据的发送端口又难以满意其要求。该论文就是在这样的一个背景下，进行了IFDMA以及DFT-SOFDm方案以及技术的探讨，旨在保证OFDM技术的优点发挥基磔上，改进其弊端，以优化移动通信的服务。IFDMA技术探讨始于1998年，但真正将该技术投入运用的是2005年实行的3GPP安排。该技术突出的优势在于抗干扰性能较高，而且有效地避开了峰均功率过高的问题。但是目前IFDMA技术在信息接受以及对系统可能引起你的影响上的分析还不够完善，诸如其中的信息接受的时间、频率以及频率的偏转移位等问题的分析探讨，而这些正应当是IFDMA技术探讨中应当完善的她方。而DFT-SOFDM的探讨以及与IFDMA技术的分析比较，在很大程度也促进了移动通信中的上行多址的选择以及随机技术应用的提升。因为通信行业如今须要满意的是更为更高求的信息数据服务和传播，吟哦系统的服务终端口与基层端口之间的信息数据的转变速度比较快、次数也较多，因而对系统的随机技术的也提出了更高的要求，系统所须要的是运用效率高，资源消耗较小的技术设备，因而该文中的随机技术的探讨也鼓有巨大的意义存在了。 1.2选题的探讨现状移动通信的多行选址中的下行链路技术应用已经较为娴熟，其主要运用的是上文中已经也许讲解并描述过的OFDM技术，其信息数据传输的原理和程序可以以下表的形式表现出来,如图，1-2-1,用户数据图1-27OFDM发送端原理图OFDM在运用中最大的弊端在于带来的峰均过高，进而由此阴风很多问题。因而对于技术含量较高的上行链路的选址就不能接着选择OFDM技术。但是假使运用OFDM之前先进行FFT以及IFFT技术的转变，这种转变所依据的原理以及程序可以用下图的形式表现出来。如图1-2-2:X(0,n)取并转换星序图映射x(F点FT换NIFF变加护隔-*用串转换mM比待X(M-l,n)图1-2-2OFDM系统中的FFT转变原理以及程序图由上图可以看出，OFDM技术运用之前，假如先进行插入技术变换，就能有效地降低OFDM的运用过程中的峰均功率值。这种信息传播方式所能达到的结果与IFDMA方案的采纳存在异曲同工之处。在IFDMA方案的采纳时，首先要压缩并复制原始信息数据，再对各个用户调整之后，再与原始信号以及CP结合，最终进行传输。其显示图可以用下图的形式表现出来。如图1-2-3：QnAQ第二个用户第K个用户图1-2-3IFDMA方案采纳中信息与用户分布显示图就当今社会上行链路的运用状况来看，大多数状况下运用的都是稳定性质的DFT-SOFDM方式。而在随机技术的选择和采纳上，其方式则由很多种，即FDM、TDM.CDM等等都是其中的方式之一，然而就目前的随机技术的探讨和运用成果而言，其并不能有效地满意系统服务要求，因而加强随机技术的同步以及异步接入方式的探讨，以加快系统传输信息的高效方面的探讨还须要进一步加强。 13选题探讨内容介绍本论文中，笔者的探讨分为六个部分进行。第一章为论文的绪论部分。介绍的是基于3G演进系统的上行选址与随机技术的探讨背景以及意义；该选题目前的探讨现状，主要是以OFDM以及IFDMA技术为主进行了介绍，提出了上行选址以及随机技术应用的须要完善之处；以及本论文的探讨内容说明。其次章为上行选址中方案之一的IFDMA技术的说明，分别从该方案系统设计的模型以及性能两个方面进行了分析说明。第三章为上行选址中方案之二的DFT-SoFDM技术的说明，也是以模型和性能两个方面来进行分析，主要从mrc与Zf以及mmse三种技术方面进行性能的分析。第四章为将上述两种方案放在一起进行比较分析，分别从二者的繁复度、频度偏移等角度进行比较分析。本章的重点部分为二者的频率偏移的计算。第五章为论文的随机技术的探讨部分。在这部分内容中，包含了随机技术应用之前的前导序列的说明，显明地制定了前导序列的长短数据；接着进行了同步随机接入的问题，再者是异步随机接入技术的探讨。第六章为论文的结束语部分，包含了论文的总结以及展望内容。其次聿IFDMA技术的介绍说明 2.1IFDMA技术应用的模型分析总的来说，应用IFDMA技术进行信息的传输以及接受的基本流程图可以以下图的形式表现出来，下图27即为：图27IFDMA应用中信息传输与接受的流程图通过上图的展示，可以看出i客户所须要的信息数据的获得中间必须要通过速度较快的样本采集环节，信息数据输送过程是有相应的爱护间隔以避开输出过程中的干扰问题，然后再用各个用户所需的信息数据和各种各样的载波偏移量相乘，最终依据偏移量的不同来区分用户，上述所说的就是信息数据的调制程序，信息在经过调制程序之后才被发送。系统的信息接受端口在接到信息之后，首先将其中的爱护间隔以及调制取消，最终得到的就是i用户的所要求的信息了。 2.2lFDMA技术应用的性能分析在对IFDMA技术应用的系统性能分析中，笔者重点关注的是频率以刚好间均为同步与频率是否偏移对技术应用产生的影响。频率与时间均同步对FDMA技术应用的影响笔者在27节中已经就IFDMA技术应用模型进行简洁地说明，信息数据传输过程中，爱护间隔措施的采纳在很大程度上起到了抗干扰的作用，同时也使得降低了该技术应用中系统对时间的同步调的要求。然而假如彻底消退干扰的存在，其基本要求就是发送信息的用户以及接受信息端口的载波频率的步调是一样的，即频率没有发生偏动或者移位现象。然而要真正达到这样的要求，难度是比较大的，这是信息接受端口的频率一样，而发送信息的用户方面的频率则可能存在较大的偏差。频率均衡对TFDMA技术应用的影响IFDMA技术的采纳过程中，系统的信息数据的接受端口内部都会设计相应的频率均衡器，该设备的采纳在很大程度上能够对信息传输过程中可能产生的时间拖延或者幅度不合理改变进行调整，而且频率均衡器的设置基本上是智能化设备。被采纳的频率较大的均衡设备有MMSE、MRC、ZF三种，这三种设备的功能存在较大的差别，下文就是这三种设备技术的应用的比较性分析。各个信息用户发送信息的频率是呈现一种相互交叉的状态的，所以在信息端口接到信息之后将其中的爱护间隔取消后，再进行IFFT的技术转换，就会发觉计算信息传输频率均衡的方法了。先假设采集样本后的接受到的信息的长度为1.q,而且系统中的信息数据的接受端口只有一个的状况下，计算频率均衡的公式可以如下表示，如公式2-2-2而基于以上的信息频率均衡计算公式，再结合2-1节中所讲到的，将i用户的信息传输进行FFT与IFFT技术的转换，采纳的公式为2-2-3以及2-2-4o(0依据以上公式可以得到IFFT技术转换值为1,然后依据同样的原理计算当系统中信息接受端口为多个时，频率均衡值的计算方法。采纳的公式如下，公式2-2-5NtlM“"WT-Tm«0NU1V1也Ikl丛芦H公式2-2-5通过以上的公式的采纳可以得出这样的结论，系统中的信息接受端口较多时，信息的接受是以各个端口接受到的信息经过FFT技术转换之后，和相应端口的信息传输路径参数进行FFT技术转换后所得值相乘，乘积最终进行IFFT技术的转换而获得。正如笔者上述所言，各个信息端口接收到的信息的频率呈现出的是交叉状态，并非重合，这种状态在一般状况都保持稳定。此种状况下的信息频率均衡的程序可以分为以下几个：首先是将信息端口的信息进行FFT技术转换，依据信息发送的用户状况的不同采纳相应的调整方法，然后以信息发送的用户为依据进行FFT技术转换后的信息分类。然后是各个用户信息发送路径参数的PPT技术的转换，所得到的转换值为H(i),再均衡各个用户发送信息的频率。最终是频率均衡过的信息做ifft技术的转换，最终获得用户信息发送值x(i)。一般状况下，均衡信息频率的程序可以表示成如下图所示：除护隔删保间FFTifft用户2均衡户据离用数分图2-2-2均衡信息频率的程序图信息数据的频率在均衡之后，信息端口接受到的信息的在避开了重复性等调整之后，均衡系统的信息接受端口上的信息频率的的方式一般有三种，分别是ZF、MMSE.MRC,但是三种方法是用之后的收效并不一样，其比较分析可以表示成如下图，如图2-2-3所示：图2-2-3ZF、MMSE.MRC的均衡成效分析图由以上图可以看出，成效最高的是MMSE,但是就是用简捷度而言，ZF均衡方法是最简洁的，MMSE的难度最大。所以以上三种方式综合起来而言，并不能单纯地说哪个最好，要综合考虑实际状况，来选择运用。在移动信息数据的传输中，其渠道一般都呈现非单一化的特征，这在很大程度上就会对系统的运用产生影响。以MMSE均衡方法为例子，除了将信息发送的用户量进行更改以外，其它条件不变，系统运用受到的影响可以表现成下图所示，如图，2-2-4,由下图可视察到，系统运用效果与用户数量之间呈现反比关系，这种状况很可能是用户数量增加之后，对系统的干扰加强。2.3小结在本章中，邕者主要介绍了上行选址中的IFDMA技术的应用的介绍，通过对技术系统模型以及性能的介绍进行相关探讨。重点在性能的探讨上，进行了信息传输时间、频率步调相同状况下技术的应用。该章的重点还在于信息频率均衡计算方式的说明，方式有三种，而MMSE的成效最高，但其运用成效随着用户数量的增加而降低。第三章DFT-SOFDM技术的介绍说明3.1DFT-SOFDm技术应用的系统模型介绍DFT-SOFDM技术应用的信息数据传输的模式程序可以以下图的形式表现出来，如下图3-1：图3-1DFT-SOFDM技术的信息传输结构图通过对上图的分析可以看到，系统中的调制器先对用户发送而来的信息进行相应地调整，而且系统中的调制器调整功能基本是自动化的，综合性能较好。假如假运用户发送而来的第一类信息数据经过系统的FFT技术的转换调整后得到的信息数据为：X()=X(0,),X(1.),X(M-覃)做M点的FFT可表示为：Mj旦UX他/)=2武,/"M=X(OQ,X(1.)X(WJ)11三0系统中的滤波器用于信息数据的发送，但是该设置的运用会对信息数据传揄的子载波造成确定的负面影响。以避开此种负面影响为目标，一般的方法是将子载波数值假设成0,即系统内部的子载波总数值应当是要大于信息传输中应用的子载波数值。子载波是由固定式以及分布式两种方式构成的。如图3TT以及公式37所示即为子载波的两种映射程序以及方式展示图：付叶付立叶反变换付叶付立叶反变换图377子载波的两种映射方式展示图(左边卫固定映射，右边为分布映射)1N.rk=S(M),S(1.)-S(N-IJ)F公式3TT子载波映射方式但是，以最大限度地避开信息传输过程中的受干扰为原则，子载波在操作中实标传输的信息数据序列值为：s(N-C尸+1,力S(N-覃),s(OJ),s(lI)S(N-U)f公式3-1-2子载波实际传榆信息序列值依据图3-1-1的分析中可以看出，系统中的信息数据的接受端口上的技术运用一般都为均衡频率技术，而且信息接受的时间以及频率都是同步的、载波为均衡或者不存在偏离移位现象。系统基层站点在收到各个信息用户传输而来的信息数据之后，要对信息发送源头以及通道的信号端口做技术处理，因为信息发送源地以及通道丰富多样，在这里将端口接受到的第一个信息数据值用如下公式表现出来，如公式3-1-3:KN，(")=£S为%产M+/J)k公式3-1-3端口接受到的一个信息数据值下表为该信息数据值接受的进一步分析：其中Sgf)代表第k个用户的第/个符号的机子载波上的数据值，H(M代表第k个用户的第1个符号的m子载波上的信道频域值，表达式为：N.Zr%)=S心8IEknH(mJ)是信道增益，v(%)是方差为N。的白高斯噪声。去掉循环前缀并做FFT变换后变为频域值，表达式可写为：N三R(M=N=R(O,)R(1J),K(N-1.，)每个用户提取出自己占用子载波上的数据，依据信道估计做频域均衡得到用一户信息，设为Y做IFFT变为时域信息，表达式为：经过商标步骤的分析计算，就能较为精确地得出信息发送原地的用户状况。但是子载波的固定形式的映射以及分布形式的映射之间并非是完全对立的，因而子载波的两种映射方式的运用存在相同之处，但是必须要重点说明的是，在映射过程中，为了爱护用户以及信息数据的完整性，必需在信息数据中套用爱护间隔。在信息数据的发送之前，只有将上述爱护工作做好，才能确保信息数据发送达到预期目标。3.2DFT-SOFDM技术应用中系妩的性能分析相对于上一章中讲到的IFDMA技术而言，DFT-SOFDM技术的应用系统对宽带的运用频率是很高的，而且SoFDM技术中的子帧形式以及爱护间隔运用的时间频率也不尽相同。假设该技术运用中，应用系统的子帧形式为两个短块的运用，则其格式以及CP(爱护间隔)运用的时间频率为下图3-2所示，每个子帧长为0.5m秒CP1.B#1CPlSB#1CPlb#2|cp|lb#3：cp1.B#4CPlB#5CPSB#2CP1.B#5图3-2子帧形式为两个短块格式时CP运用的时间频率图在技术应用中，应用系统假如运用的是单载波信息传揄方式，那么其频率将在很大程度受到干扰而发生偏移现象，必要实行的措施是在系统信息的接受端口设置均衡信息接受频率设置。而且，信息传输频率发生偏移的现象对于DFT-SOFDM技术采纳中的系统应用的负面影响极大，因而要尽力保证频率的均衡，实行有效的措施，如在信息接受端口采纳性能较高的MMSE技术、信息传输的渠道可以为TU通道、选择性地运用BPSK或者qpsk两种调整方式，这样就能保证该技术的应用系统取得较好的性能，如图3-2-1,通过下图看到的分析能看到，系统中的调制器采纳BPSK调制方法时应用效率较高。3.3小结在本章中，以DFT-SOFDM技术及其应用系统为探讨对象，通过介绍其系统模型以及性能来进行相应的探讨分析，重点在于信息传输中子载波频率均衡的分析以及不同的调制方法对系统的性能影响（BPSK的应用成效较高）。第四章IFDMA以及DFT-SoFDM的比较探讨4.1两种技术应用的困难程度比较正如笔,者上述所言，应用单载波传输信息很简洁造成频率的偏移现象，面对这种状况最常采纳解决方法就是均衡器的采纳，因此均衡器的有效运用很大程度上确定了单载波技术的高效应用。通过其次章以及第三章的探讨介绍可以知道，二者在应用系统的信息接受端口都已经运用了频率均衡器，而且计算信息时间、频率均衡的方法也没有存在很大的差异，从这个方面来说二者的实施难度相当。在信息的传输环节中，IFDMA技术的应用是先对信息重卷以及压缩，接着再于频率偏离移动数值相乘，最终再套上爱护间隔即可；在DFT-SOFDM技术的应用时，首先要进行FFT技术的转换，再经过子载波不同方式的映射，接着进行IFFT技术的转换，套上爱护间隔之后进行信息数据的传输，所以在本环节中，DFT-SOFDM技术的的实施难度明显是要大于IFDMA技术的。4.2两种技术应用的载波偏离移动分析比较一般状况下，用户发送过来的信息数据是产生偏离移位现象的粗略计算方法可以分为以下几种：信息数据传输循环前缀计算方法，此种方法的应用的优点在于应用系统的运行不会受到干扰，而且其计算的结果一般比较接近于实际数据值，然而，假如预期估计频率偏移值较大（超出0.5）的状况下，此种方法不能采纳，否则将导致计算结果的不精确；基于训练序列的计算方法，这种方法的采纳，其优点在于计算结果较为精确。第一种方法是两种上行选址中都会常常采纳的，因而下文笔者就以CP,即循环前缀为例子进行频率偏离移位值初略计算的探讨。依据笔,者在3-2节中表述，在IFDMA技术的应用系统中，信息传输通道运用的是TU通道，调制器信息端口运用的是BPSK方法调制以及MMSE技术进行频率均衡，而频率偏离移动值的初步计算技术上运用的则是循环前缀，即CP方法。一般的CP的被采纳时，其长度大约为80,但这个长度并不能确定地说是最适合的长度，在系统的子帧形式仍采纳图3-2所示的状况下，TFDMA技术应用的频率偏离移动值的初略计算结果为以及爱护间隔的运用的最适合的长度的分析结果可以分别表示成下图4-2-1以及图4-2-2所示：图4-2-1频率偏离移动值的初略计算仿真结果图4-2-2IFDMA技术运用中，爱护间隔最相宜长度以上是对IFDMA技术方案的频率偏移值的初步计算的方法以及为使方案的应用成效最高，爱护间隔的长度应当为多少的问题的说明。在上行选址的另一个方案DFT-SOFDM中，上述两个问题的分析结果也是一样，而在该方案中爱护间隔的长度值详细为多少，则还短锚不能确定。4.3小结在本章中主要进行的是上行选址中的两种运用方案的比较分析，这种分析探讨主要是从对二者的应用难度以及频率偏离移动值的初略计算两个方面进行，而其中的重点又放在了频率偏离移动值的初略计算上，在二者频率值的初略计算上，邕者又以爱护间隔这个关键性的影响因素为探讨对象进行了重点分析，并且将爱护间隔的长度设置可能对方案应用造成的影响也作为探讨的一部分进行了探讨。第五章基于3G演进系统的随机技术的分析5.1章节概述正如笔者在论文绪论以及摘要中已经讲到过的，目前的随机技术的应用以FDM.TDM.CDM以及FDM/TDM几种为主，而现代社会中的通信信息数据的高效率传播的要求越来越高，而且的信息数据的同步以及异步的转化频率较高，而信息数据的随机技术的应用是信息传输以及信息传递信息指令的功能的综合。所以在本章中主要是以同步随机技术以及异化技术为探讨对象，分别在RACH信息导入设置以及信息传输两个方面进行相应的探讨。5.2同步随机技术的相关分析RACH信息导入序列设置,、j2jtzci(n)=cxp-(/:+«-1.j乙RACH信息导入序列设置对于随机技术应用系统自我监测实力有较大的促进作用，RACH序列在通常状况下与CAZAC序列具有相像的特性，可以把CAZAC的定义用序列公式的形式表现出来：)if1.isoddj211kn¾W=exp(+一)jIf1.iseven公式5-2-1CAZAC的定义表示上述公式中的1.是不固定的正整数，而其中的K则是固定的与1.有相关性的数字，各个CAZAC之间是否呈现正相交的状态是由数字K是否同一来确定的。为了达到更好地提升系统的自我检测实力的目标，在RACH信息导入序列的选用上必须要坚持自我相关性能较高而与其他序列的相关性则较低的原则。在随机技术的采纳时，因为数据用户不止一个，国而相互之间确定会产生交叉或者摩擦，这些都是随机技术应用是否胜利的影响因素。信息数据应用系统的基层站点中运用相关措施就能够实现监测、判定这些摩擦的目标，措施步骤为：层站点把各个相同时间点接入的用户信息的信号以及相应的有参考价值的信号相加，然后再进行峰均功率值的监测。上述措施采纳是以各个CAZAC序列都存在确定的自相关性质以及相互关联性质，例如a(n),b(n)两个序列，它们之间存在的联系性为：力.n(n-m)modM通常状况下，两个序列之间的相互关数值以及单个序列的自相关性数值可以以下图5-2-1的形式展示出来，而通过以下图示，也可以以相同的原理获得峰均功率值。co-5100s>sos907060503»X203040506070图5-2-1单个序列的自相关值（上）以及两个序列的互关联值（下）而通过以上图示，也可以以相同的原理获得峰均功率值。在峰均功率计算出来之后，再将各个序列的峰均数值比作为RACH信息导入序列设置监测的基准，当监测到的数据值超出了这个数值时，监测结果就将显示出来。下图5-2-2为RACH信息导入序列设置监测流程图接收的映域信号串、井FFT(N点).：.：1：,记记?耳的频域感应RACH前导检测M子线波解映射(固定式)第镂检测台港相关器k三l,2,.,K图5-2-2RACH信息导入序列的监测流程图由以上分析可以看出，胜利预先设定的峰均功率值是RACH序列监测能否胜利的确定性因素，RACH的监测存在错误检测以及虚警现象，其出现的概率可以表示成如下：SPt（第i个信号被检测到|传输的为第加个信号）借误检测概率=Pr（信号没有被检测到IRAeH信号已传输）虚警概率=-1.K-I在RACH监测探讨时，笔者将其他仿真条件定义为如下表内，如表5-2-2所示:符号周期66.67sec接收天线数2FFr点数1024samples(IOMHz)系统带宽中使用的子载波数600subcarriers(IOMHz)随机接入使用的子载波数600subcarriers(IOMHz)300subcarriers(5MHz)75subcarriers(1.25MHz),最大素数- Case1:599subcarriers(IOMHz),- Case2:293subcarriers(5MHz),- Case3:73subcarriers(1.25MHz),每小区中特征码数16信道AWGNTU,3Km/h发送的随机接入符号数2(buteffectively,1symbolisusedatdetector)往返时延1.essthan1symbolduration检测器Frequency-domaindetectorThresholddetection随机接入码CAZAC表5-2-2仿真条件集中表下列所列图示为不同宽带条件下的信息信号收入以及RACH序列相关值，其中图5-2-3以及5-2-4的宽带条件为1.25MHz,5-2-5以及5-2-6宽带条件为5MHz。20304050607080ndex68nw>®BosqE图5-2-4图5-2-7以及5-2-8图是宽带条件为IoMHZ时，信息接受通道为AWGN以及TU状况下,RACH错误监测发生的概率比较图。图5-2-9所示为系统宽带是10MHz的条件下，类属于不同宽带数值的RACH监测的成效显示图，通过图示可以看出，信息接受通道的噪音大时，成效提升，反之噪音更小时，成效提升不大，此外，宽带条件为1.25MHZ使，RACH监测成效始终相对较高，因此1.25MHZ宽带下的RACH监测更好用。10SS-Erl+1.25MHz-÷5MHz-10MHzo'3i_1-20-15-10-5SNRINDB图5-2-9下图5-2-10所示为宽带是1.25MHZ的条件下，用户发送的信息符号是1以及4的时候，RACH序列设置的信息数据收入状况的比较分析图，6三SS-Ed-20-15-10SNRINDB10'3图5-2-10另外，还须要特备说明的是RACH序列设置的信息符号数值的大小是与其所用小区的大小亲密相关的，而RACH序列的宽带条件不同，则序列所需的子帧数也将发生改变。例如在一个直径为20千米的小区内部，宽带条件为5mhz的rach序列可能要用到的子帧数为八个,而宽带条件为10MHZ的RACH序列所用的子帧数可能是两个。在RACH序列设置中，将CDM/TDM/以及FDM几种随机技术综合起来运用的话，将在很大程度上使得信息数据信号的接受变得简洁化，相关器的运用也将大为削减，也能够便利信息输入用户的接入；另一方面也将使得RACH信息导入序列的设计更加的简洁，因为信息输入用户依据不同类型实行类别分组，各组用户可供选择的RACH序列将更多，而选择到自相关以及相互关性能都不错的概率也将更大。5.2.2信息数据接入方法分析信息数据的接入实质上是综合系统接受信息数据的恳求，并将其接纳，在同步信息的随机接入过程中，各个信息数据的导入时间是被假设成一样的，RACH信息导入序列的设计中,时分以及频分是联合在一起的，详细的信息数据接入方法设计可以图5-2-2的形式表现出来，用户组N知户用户组1组2图5-2-2上图所展示的设计方式的运用是以信息输入用户按类别分好组为基础的。用户的分组是基于系统内的时域分组模块进行的，之后再频域上再进行相应的分组。该方法中运用的信息数据符号均为RACH序列符号，系统中每个子帧内部都有这种符号设计，详细设计结构如5-2-3图中所示。在这种状况下，时域是由X个模块组成的，频域结构则分成稳定性质的构造以及分散性质的结构，稳定性质的频域结构中包含了Y个子载波模块，单个子载波模块中又含有多个串联而成的更小单位的子载波模块构成。频域中的每一个子载波模块都能够接收到RACH序列组发布的信息数据信号值，每一个序列组可以包含Z列，这样以组为单位，系统拥有的信息输入用户可以计算做X*Y*Zo随机接入符号空余图5-2-3信息数据的传入以及输送分析笔者在本小节中，以同步随机技术中的信息传送以及导入为探讨对象进行相应探讨，这是本章中的一大重点。在同步随机技术的应用中，信息数据的传输以及导入是比重较大的一个方面，而该方面又是由同步以及非同步两种状况组成的。因为DFT-SOFDMA技术运用性能较高，因而在随机技术的应用中，该技术运用的频率较高。单个子帧内部可容纳的子载波数量是有限的，这也就限制了信息数据传输的效率，为了提升信息传送的效率，较为有效的措施就是IDMA的采纳。同步条件下的信息随机接入中，子帧形式与第三章中所述一样，IDMA技术的应用结构图可以表示为图5-2-4WtgaP)1.解节efCO),-单国8(加力织盟单必(以汕产:一图5-2-4假如在同步随机技术中，系统的宽带条件为5M,通常状况下，该类系统中较大模块中的包括了近三百个子载波，而较小的模块中则包括了一百五十个子载波。信息数据的传输以及导入同时包含了前导以及用户数据比特，单个子帧内部同时进行以上两个方面的信息传送时，不行能超过四个用户数量。假如运用IDMA技术，随机接入的信息数据量是由系统的宽带条件以及交织器的设置状况共同确定的，交织器在其中其主要的确定作用。信息数据在导入之后，系统用相应的扩频以及编码设备进行调整，调整后的信息数据信号值假设为A,然后运用交织器作用于上述信号值，得到一个新的信号值为B,而信息数据的传输通道只是一般的城市通用信息传输渠道，接着再运用CBC的方式运算出实际部以及虚拟部的信号值，而依据这个信号值以及交织器的不同进行不同信息数据用户小区的划分。在以下的探讨中，将综合系统的宽带条件假设为5M,而且信息数据的传送通道为TU,单一子帧内部的信息用户数量为两个，用户信息比特的长度值为24,基于DFT-SOFDM所具有的优势，而选用其与IDMA技术的运用进行比较探讨，假设两种技术的子载波不存在差异的状况下，对比二者的应用效果。在DFT-SOFDM技术的应用中，当信息用户数量超过四个时，在信息接入端口设置MMSE频率均衡设备。在端口接入的信息数据信号值为Y1,FFT技术进行转换后获得新的信号值为Y,信息传输通道中的噪音在经过FFT技术转换后为H1,Ec/No表示的是单位信息比特功率与噪音功率之间的比值，w(k)则均衡频率系数值，这样的话，单个用户传输的信息均衡频率系数值可以表示成如下形式：F-H(+(*-NQDFT-SOFDm以及IDMA技术应用中的调制器都是BPSK,信息传输通道都是TU格式，信息信号接收的天线为一发一枚，系统宽带条件为5M,信息用户的数量短暂先不作为考虑条件，二者的性能比较图为5-2-5示：图5-2-5通过以上图的视察即能看出，影响因素均相同的状况下，IDMA技术的运用成效比DFT-SOFDM技术的运用效率更高。所以，IDMA技术具有更强大的优势能被应用到随机技术选择中。另一方面，以获得更大的信息接入用户数量为目标，将DFT-SOFDM技术中的调制器换成性能更高的QPSK,而IDMA中的调制器不变，其他一切因素也不变，二者的运用效果图可以表示成图5-2-6图5-2-6由以上图可以看出，DFT-SOFDM技术中的调制器即使换成更高级类别时，其运用效果仍旧低于IDMA技术的运用，实践证明，同步信息随机接入中采纳IDMA技术不仅能保证信息的有效传送，同时也能增加信息用户的接入数量。5.3异步陪机技术的相关分析RACH信息导入序列设置分析一般来说，异步信息的随机接入中的RACH序列设置都会呈现出下列特点：(1) 信息数据的信号值的监测时间不一样。(2) 限制类别数据的传输时间相同。(3) 对上行选址相关设备的恳求的回应。异步随机接入中的RACH信息导入序列设置的构造可以下图5-3-1影式表现出来:前导（隐含了信息比特）在异步信息数据的随机接入中，信息的传输方式不止一种，最主要的方式有两个：PreambIe以及PreambIe与message的综合运用。第一种方式的应用优势在于，用户信息数据的比特包含于其中，而其次种方式的采纳尽管输送的比特值更大，不过运用中调整器以及通道的要求比较高，所以运用起来较为困难且成效不稳定，因而，笔者在本文中就选择第一种方法为例，进行RACH信息导入序列设置的说明。异步随机中的RACH设计与同步随机中基本相像，其长度值的计算公式为：CI(5MHz)NOBWRACH序列监测地有效运用，其虚警概率不能超过1%,因而以此为依据，序列的长度较合理的设计可以表示成下表5-3-1Cell-EdgeoperatingCI(dB)Requiredpreamblelength(sub-carriers)-5dB225(1/2*0,5ms1.25MHz)40dB450(1*0.5ms1.25MHz)-15dB1275(3*0.5ms1.25MHz)-20dB3975(9*0.5ms1.25MHz)表5-3-1依据上表所示数据来看，以DFI'-SOFDM为例，序列长度的计算可以按以下步骤来进行，单个信息信号中的子载波的数量为七十五个，单个子载波的跨度为15KHZ,因而其占用的面积为5kHz*75=1125KHZ。依据公式5-3-1来计算，能得出Ep/No的比值（R/BW的比值为0.8789）,运用而得的实际数值为表所示，该表所示的内容与5-3-1是相通的。E5CR亡7前公式5-3-1载干比要求的Ep/No前导长度实际的Ep/NoCI=-5dBEpN0>16dB225(1.25MHz)EpN0=18dBCI=-10dBEpN0>16dB450(1.25MHz)EpN0=16dBCI=-15dBEpN0>16dB1275(1.25MHz)EpNO=15.5dBCI=-20dBEpN0>16dB3975(1.25MHz)EpN0=15.5dB表5-3-1-1信息数据的输出以及导入的分析通常状况下，在系统随机