マルチキャリア符号分割多元接続

マルチキャリア符号分割多元接続（MC-CDMA）は、OFDMベースの通信システムで使用される多重アクセス方式であり、システムが同じ周波数帯域で同時に複数のユーザーをサポートできるようにします。

MC-CDMAは、各ユーザーシンボルを周波数領域で拡散します。つまり、各ユーザーシンボルは複数の並列サブキャリアに渡されますが、コード値に応じて位相シフト（通常は0度または180度）されます。コード値はサブキャリアごと、およびユーザーごとに異なります。受信機は、すべてのサブキャリア信号を重み付けすることで、変化する信号強度を補正し、コードシフトを元に戻し、結合します。受信機は、異なるユーザーからの信号が異なる（例えば直交する）コード値を持つため、信号を分離することができます。

各データ シンボルはデータ レート (ビット/秒) よりもはるかに広い帯域幅 (ヘルツ) を占有するため、信号対ノイズ+干渉比 (信号電力を伝送帯域全体の総ノイズ+干渉電力で割ったものとして定義する場合) は 0 dB 未満が実現可能です。

MC-CDMA を解釈する 1 つの方法は、これを逆 FFT (高速フーリエ変換)を通した後に送信される直接シーケンス CDMA 信号 ( DS-CDMA ) と見なすことです。

根拠

無線通信リンクは周波数選択性チャネル干渉の影響を受けます。あるサブキャリアの信号が途絶えても、他のサブキャリアで受信したエネルギーから信号を再構築することができます。

ダウンリンク: MC-CDM

ダウンリンク（1つの基地局から1つ以上の端末への送信）では、MC-CDMAは通常、マルチキャリア符号分割多重方式（Multi-Carrier Code Division Multiplexing）に簡略化されます。すべてのユーザー信号は容易に同期でき、1つのサブキャリア上のすべての信号は同じ無線チャネル特性を持ちます。このような場合、推奨されるシステム実装は、N個のユーザービット（異なる宛先用である可能性はありますが、必ずしもそうである必要はありません）をウォルシュ・アダマール変換で変換し、その後IFFTを実行することです。

変種

この周波数領域の拡散を行う方法については、長い PN コードを使用してサブキャリア上の各データ シンボル d iを PN コード c iのチップで乗算する、または短い PN コードを使用して各データ シンボルを個別の PN コードで拡散する（つまり、 d iを各 c iで乗算し、結果のベクトルを N freqサブキャリアに配置する）など、さまざまな代替方法が存在します。ここで、N freqは PN コードの長さです。

周波数領域の拡散が行われ、OFDMサブキャリアにすべて値が割り当てられると、IFFTを使用してOFDM変調が行われ、 OFDMシンボルが生成されます。次に、 OFDMガード インターバルが追加されます。ダウンリンク方向の送信の場合は、結果として得られた各シンボルが送信前に合計されます。

MC-DS-CDMA または MC/DS-CDMA と呼ばれるマルチキャリアCDMAの代替形式では、MC-CDMA の場合の周波数領域ではなく、時間領域で拡散を実行します。キャリアが 1 つしかない特殊なケースでは、標準のDS-CDMAに戻ります。

変調方式としてOFDMが用いられるMC-DS-CDMAの場合、個々のサブキャリア上のデータシンボルは、PN符号のチップとサブキャリア上のデータシンボルを乗算することで時間的に拡散されます。例えば、PN符号のチップが{1, −1}で構成され、サブキャリア上のデータシンボルが− jであると仮定します。この場合、そのキャリアに変調されるシンボルは、シンボル0とシンボル1の場合、シンボル0では− j 、シンボル1では + jとなります。

周波数領域と時間領域の両方で2次元拡散も可能であり、2次元拡散を使用する方式としてVSF-OFCDM（可変拡散係数直交周波数符号分割多重方式）があり、NTTドコモが4Gプロトタイプシステムに採用している。

VSF-OFCDMの2D拡散の仕組みの例として、最初のデータシンボルd0と、長さ4の時間領域の拡散係数SFtime 、および2の周波数領域の拡散係数SFfrequencyを取ると、データシンボルd0は長さ2の周波数領域PNコードで乗算され、サブキャリア0と1に配置され、サブキャリア0と1のこれらの値は長さ4の時間領域PNコードで乗算され、OFDMシンボル0、1、2、3で送信されます。[ 1 ]

NTTドコモは、 4Gプロトタイプシステムを用いて、100MHz幅のチャネルで 時速10kmで移動する受信機への5Gビット/秒の伝送を既に実現している。この4Gプロトタイプシステムは、12×12アンテナMIMO構成と、誤り訂正符号化にターボ符号化を採用している。[ 2 ]

まとめ

  1. 周波数拡散型OFDMA （MC-CDMA）
  2. 時間拡散型OFDMA （ MC-DS-CDMAおよびMT-CDMA）
  3. 時間拡散と周波数拡散の両方を備えたOFDMA（直交周波数符号分割多元接続（OFCDMA））

参照

参考文献

  1. ^ http://citeseer.ist.psu.edu/atarashi02broadband.html VSF-OFCDM および MC/DS-CDMA に基づくブロードバンド パケット ワイヤレス アクセス (2002) Atarashi 他
  2. ^ 「ドコモ、5Gビット/秒のデータ速度を達成」 NTTドコモプレス. 2007年2月9日. 2008年9月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年7月10日閲覧。

文学

  • N. Yee、JPMG Linnartz、G. Fettweis、「屋内無線ネットワークにおけるマルチキャリアCDMA」、IEEE Personal Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC) Int. Conference、1993年9月、横浜、pp. 109–113（1993年：システムとMC-CDMAという名称を提案した最初の論文）
  • K. Fazel, L. Papke, 「移動通信システムにおける畳み込み符号化CDMA/OFDMの性能について」, IEEE Personal Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC) Int. Conference, 1993年9月, 横浜, pp. 468–472
  • A. Chouly、A. Brajal、および S. Jourdan、「直接シーケンス拡散スペクトル CDMA システムに適用される直交マルチキャリア技術」、Proceedings of Global Telecommunications Conference (GLOBECOM'93)、pp. 1723-1728、テキサス州ヒューストン、1993 年 11 月。
  • N.Yee、JPMG Linnartz、G. Fettweis、「屋内無線ネットワークにおけるマルチキャリアCDMA」、電子情報通信学会論文誌、E77-B、第7号、1994年7月、900～904頁。
  • JPMG Linnartz、「遅延拡散とドップラー拡散の両方を考慮したモバイルレイリーチャネルにおける同期MC-CDMAの性能分析」、IEEE VT、第50巻、第6号、2001年11月、1375～1387ページ。PDF
  • K. Fazel および S. Kaiser、「マルチキャリアおよび拡散スペクトルシステム：OFDM および MC-CDMA から LTE および WiMAX まで」、第 2 版、John Wiley & Sons、2008 年、ISBN 978-0-470-99821-2。
  • Hughes Software Systems、Multi Carrier Code Division Multiple Access、2002 年 3 月。
  • ドイツ航空宇宙センター、通信航法研究所、マルチキャリア符号分割多重アクセス (MC-CDMA) の歴史とマルチキャリア拡散スペクトルワークショップ、2006 年 11 月。
  • ワイヤレス通信リファレンス Web サイト、MC-CDMAに関するセクション、2001 年。
「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Multi-carrier_code-division_multiple_access&oldid=1209602937」より取得