CDMA移動通信系統(tǒng)干擾分析與抵消算法研究.pdf

1、碼分多址(CDMA)以其頻率規(guī)劃簡單、頻譜利用率高和獨(dú)特的抗多徑衰落、軟容量、軟切換、宏分集以及靈活的變速率傳輸?shù)燃夹g(shù)特點(diǎn)，目前已經(jīng)成為第三代移動通信系統(tǒng)的主流技術(shù)。論文以寬帶 CDMA 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)中的干擾抵消與接收機(jī)技術(shù)作為主要研究方向，以 cdma2000 系統(tǒng)的物理層傳輸技術(shù)為切入點(diǎn)，研究和探討適用于寬帶CDMA移動通信系統(tǒng)的干擾抵消與接收機(jī)技術(shù)。 首先，論文研究了量化處理和有限字長效應(yīng)對 cdma2000 系統(tǒng)下行鏈

2、路 RAKE 接收機(jī)和Viterbi解碼器性能的影響，通過仿真研究了A/D轉(zhuǎn)換器字長、信道估計(jì)區(qū)間長度、移動臺速度以及導(dǎo)頻功率增益因子等參數(shù)的選取對定點(diǎn)仿真系統(tǒng)性能的影響：基于對量化噪聲統(tǒng)計(jì)特性的分析，提出了通過合理設(shè)計(jì)濾波器以提高量化信噪比，增加量化器有效字長的方法，可以方便地應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)的硬件電路以及 ASIC 設(shè)計(jì)之中。 針對具有連續(xù)導(dǎo)頻輔助的 DS-CDMA 系統(tǒng)，論文分析了接收信號中導(dǎo)頻干擾、用戶多址干擾、多徑干擾

3、和噪聲等各分量的統(tǒng)計(jì)特性；推導(dǎo)了單小區(qū)與多小區(qū)環(huán)境中、均勻多徑分布和(非)理想信道估計(jì)條件下，導(dǎo)頻干擾抵消前后系統(tǒng)平均符號錯(cuò)誤概率的理論公式；分析了均勻多徑分布條件下，滑動平均信道估計(jì)誤差的統(tǒng)計(jì)特性，給出了導(dǎo)頻功率增益因子與信道估計(jì)噪聲方差之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，并通過數(shù)值仿真對于理論計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行了分析。 在理論分析的基礎(chǔ)上，論文給出了碼片級導(dǎo)頻干擾抵消算法和符號級導(dǎo)頻干擾抵消算法的具體實(shí)現(xiàn)步驟，說明了兩種算法的等價(jià)性；系統(tǒng)仿真表明

4、，符號級導(dǎo)頻干擾抵消算法不僅可以有效提高接收機(jī)的性能，而且在符號速率上處理時(shí)將大大降低硬件實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。該算法可以進(jìn)一步推廣到多個(gè)蜂窩小區(qū)的情形，有效地消除相鄰小區(qū)基站發(fā)送的導(dǎo)頻信號對于本小區(qū)中用戶產(chǎn)生的多址干擾，更好地滿足話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸要求。 針對具有連續(xù)導(dǎo)頻輔助的 DS-CDMA 系統(tǒng)，論文給出了擴(kuò)頻序列部分互相關(guān)函數(shù)的精確描述，得到了低擴(kuò)頻比時(shí)關(guān)于多址和多徑干擾更為精確的數(shù)學(xué)表達(dá)式。基于對導(dǎo)頻干擾、用戶多址干擾、多徑

5、干擾和噪聲等各分量統(tǒng)計(jì)特性的分析，推導(dǎo)了單小區(qū)環(huán)境與多小區(qū)環(huán)境中、均勻多徑分布和(非)理想信道估計(jì)條件下，低擴(kuò)頻比 DS-CDMA 系統(tǒng)平均符號錯(cuò)誤概率的理論公式，并通過數(shù)值仿真對于理論計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行了分析。 在理論分析的基礎(chǔ)上，論文提出了 RAKE 合并與符號級 Viterbi 均衡及多級干擾抵消相結(jié)合的聯(lián)合接收算法，并給出了相應(yīng)的接收機(jī)結(jié)構(gòu)。既可以利用 RAKE 接收技術(shù)合并多徑信號，實(shí)現(xiàn)接收分集；又可以利用符號級Vite

6、rbi均衡及多級干擾抵消算法消除各徑信號中的符號問干擾，從而有效地克服在低擴(kuò)頻比情況下、傳統(tǒng) RAKE 接收機(jī)中存在嚴(yán)重的符號間干擾時(shí)所導(dǎo)致的系統(tǒng)性能的惡化。針對低擴(kuò)頻比DS-CDMA系統(tǒng)中，傳統(tǒng)RAKE接收機(jī)性能嚴(yán)重劣化的問題，論文提出了MMSE濾波預(yù)處理與迭代軟判決干擾抵消相結(jié)合的接收算法，并給出了相應(yīng)的接收機(jī)結(jié)構(gòu)。無論在單小區(qū)或者多小區(qū)環(huán)境中，該算法均能有效地抑制多址干擾和符號間干擾的不利影響，顯著地改善低擴(kuò)頻比下CDMA接收機(jī)的