考虑一个基于数字IS-95标准的CDMA系统的容量,系统分配的总带宽:B_t=1.25MHz,声码器速率为8kbps,最小要求Eb/N0=7dB,求系统的载干比
时间: 2023-06-23 19:10:20 浏览: 53
在CDMA系统中,载波频率及其正交码是用于区分不同用户的。每个用户的数据被调制到自己的正交码上,然后再与其他用户的信号相加。因此,系统的容量取决于系统的载干比。
在数字IS-95标准中,每个用户的数据速率为8 kbps,此时每个码片的持续时间为1/1.2288us。因此,每个码片的能量为E_chip = (1/1.2288us) * Eb,其中Eb为每个比特的能量。
由于最小要求的Eb/N0为7dB,因此我们可以计算出Eb = N0 * 10^(7/10)。在CDMA系统中,每个用户的功率被平均分配到系统的总带宽上,因此每个用户的带宽为B_u = B_t / N,其中N为用户数。由于系统的总带宽为1.25MHz,因此可得N = B_t / B_u = 1.25MHz / B_u。
根据香农公式,系统的容量为C = B_t * log2(1 + S/N),其中S/N为信号功率与噪声功率的比值。在CDMA系统中,S/N = (P_u / N) * (E_chip / B_u),其中P_u为每个用户的平均功率。
由于每个用户的数据速率为8 kbps,因此每个用户的码片速率为1.2288 MHz / 64 = 19.2 kbps。每个码片上的功率为P_chip = P_u / 64。因此,每个用户的平均功率为P_u = 8 kbps * P_chip。
将上述公式代入容量公式中,可以得到:
C = B_t * log2(1 + (8 * P_chip / N) * (E_chip / B_u))
将N代入上式中,可以得到:
C = B_t * log2(1 + (8 * P_chip * B_u) / (1.25MHz * E_chip))
将Eb代入上式中,可以得到:
C = B_t * log2(1 + (8 * P_chip * B_u) / (N0 * 10^(7/10)))
由于我们要求系统的载干比,因此我们可以将容量公式中的C除以总带宽B_t,然后解出P_chip / N0。
C / B_t = log2(1 + (8 * P_chip * B_u) / (N0 * 10^(7/10)))
P_chip / N0 = (2^(C/B_t) - 1) * (N0 * 10^(7/10)) / (8 * B_u)
将N代入上式中,可以得到:
P_chip / N0 = (2^(C/B_t) - 1) * (N0 * 10^(7/10)) / (8 * (1.25MHz / N))
最终,我们得到了CDMA系统的载干比公式:
P_chip / N0 = (2^(C/B_t) - 1) * (N0 * 10^(7/10)) / (10^6 * N)
其中,C为系统容量,B_t为总带宽,N为用户数,N0为单边带噪声功率谱密度。