CDMA系统中的多用户检测技术

CDMA系统中的多用户检测技术

张永波[1]2007年在《CDMA移动通信系统中并行干扰抵消算法的研究》文中研究指明CDMA通过给每个用户分配不同的特征码来对其信号进行区分,由此采用这一多址方式的移动通信系统具有用户容量大、保密性好、覆盖范围广等优点。然而,由于各用户特征码并不完全正交,再加上各用户信号在传输过程中的时延又不尽相同;因此当信号到达基站接收端时,各用户信号间就难免会产生多址干扰。为了减小多址干扰,人们提出了多用户检测这一概念,而并行干扰抵消就是一种较为有效的多用户检测方法。由于并行干扰抵消的检测性能依赖于各级判决的准确性,因此当前一级判决值不准确时,后一级就会做出错误的干扰抵消,进而影响到随后的判决。为解决这一问题,人们提出了部分并行干扰抵消的概念,即为重构的多址干扰乘上一个介于0和1之间的干扰抵消因子后再进行抵消。围绕着怎样确定干扰抵消因子这一问题,人们提出了各种算法加以解决。本文在深入分析影响判决准确度的各种因素的基础上,提出了两种新的部分并行干扰抵消算法——基于Hebb学习规则的部分并行干扰抵消(Hebb-PPIC)和基于估计信干比的模糊并行干扰抵消(SIR-FPIC),并且通过计算机仿真对其检测性能进行了检验。为此,本文做的主要工作包括以下叁部分:(1)介绍了DS-CDMA和MC-CDMA两种通信方式的基本原理,在此基础上建立了DS-CDMA和MC-CDMA两种系统模型;简要介绍了多用户检测的由来、发展及分类;重点介绍了匹配滤波检测、并行干扰抵消和部分并行干扰抵消的基本原理及结构,为后面新算法的提出做准备。(2)概述了人工神经网络的由来及发展状况,然后详细描述了Hebb学习规则的基本原理;在此基础上,给出了Hebb-PPIC的基本结构及抵消流程。随后利用MATLAB软件平台进行仿真,分别在DS-CDMA和MC-CDMA两种系统模型中分理想功率控制和远近背景两种情况对Hebb-PPIC的检测性能进行考察;仿真结果说明:Hebb-PPIC能够在并行干扰抵消的基础上进一步降低系统接收误码率,提升检测性能。(3)针对Hebb-PPIC中干扰抵消因子实时性不强的弱点,提出了SIR-FPIC算法;该算法以前一级的信干比估计值构建隶属函数作为下一级的干扰抵消因子。在相同的仿真环境下进行仿真,结果表明:SIR-FPIC能够有效克服Hebb-PPIC的弱点,进一步降低系统接收误码率。

李国栋[2]2016年在《CC-CDMA的码构造及系统设计方法》文中进行了进一步梳理在无线通信系统中,多址技术决定了用户如何共享系统的频谱资源。得益于其优异的特性,码分多址在第二代和第叁代移动通信系统中获得广泛应用。在码分多址无线通信系统中,扩频码的相关特性至关重要,拥有理想相关特性的扩频码可以大大简化系统的复杂度,并且可获得完全频谱利用效率。然而,具有一维结构的传统扩频码无法实现理想的相关特性,使得传统码分多址无线通信系统必须依赖复杂的辅助子系统,如开环/闭环功率控制、Rake接收机、速率匹配、上行链路同步控制等。不同于传统扩频码,具有二维结构的互补码可以实现理想的相关特性,于是提出用于构建下一代码分多址无线通信系统。互补码的理想相关特性使得基于互补码的下一代码分多址技术不再受多径和多址干扰影响,从而摆脱传统码分多址无线通信系统中的各种复杂的辅助子系统,因此,是未来蜂窝移动通信系统中富有竞争力的技术之一。另外,在国防和航天等特殊领域,互补码的理想相关特性也使得基于互补码的码分多址技术具有极大的应用价值。尽管研究人员已验证在高斯白噪声信道和平坦慢衰落信道环境下基于互补码的码分多址(CC-CDMA)无线通信系统不受多用户干扰影响,但由于互补码的二维结构,频率选择性慢衰落信道使得CC-CDMA无线通信系统面临着巨大的挑战。另一方面,互补码的集大小决定了CC-CDMA无线通信系统可支持的最大用户个数,然而具有理想相关特性的互补码的集大小较小,会限制CC-CDMA无线通信系统的实际应用。因此,本文主要围绕这两个方面展开研究,重点研究了频率选择性慢衰落信道下的检测算法、抗信道频率选择衰落的互补码的构造方法及传输系统、以及可以支持更多用户的互补码的构造方法及传输系统,研究结果对于CC-CDMA无线通信系统的实际应用具有重要价值。具体研究内容和成果如下:针对采用理想相关互补码和传统相关检测接收机的CC-CDMA无线通信系统进行研究。首先描述了两种具有理想相关特性的互补码——完全互补码和超级互补码的产生方法。接下来,基于子信道平坦衰落的信道模型和收发机模型,建立了接收机相关检测前子信道输出信号的向量表达形式。然后,基于各子信道输出的接收向量,分析了平坦慢衰落信道、频率选择性慢衰落信道、平坦快衰落信道、以及码片不同步情况下采用理想相关互补码和传统相关检测接收机的CC-CDMA无线通信系统的性能。分析和仿真结果表明,信道的频率选择性衰落和时间选择性衰落会破坏用户间的正交性,引入多用户干扰。针对频率选择性慢衰落信道下CC-CDMA无线通信系统中的检测算法进行研究,分别为下行通信和上行通信提出了基于最小均方误差准则的单用户检测算法和多用户检测算法。对于下行通信,基于单用户检测接收机结构,提出了子载波级MMSE和用户级MMSE单用户检测算法,相比于正交恢复合并和最大比合并检测算法,它们既不是噪声受限的,也不是干扰受限的。对于上行通信,基于多用户检测接收机结构,提出了子载波联合MMSE-MUD和子载波独立MMSE-MUD多用户检测算法。仿真结果验证了基于最小均方误差的单用户检测接收机和多用户检测接收机具有优异的误码率性能。针对频率选择性慢衰落信道下互补码的构造进行研究,提出了抗频选互补码及其传输系统。首先讨论了不受信道频率选择性衰落影响的互补码的特征,提出了借助Golay互补对构造抗频选互补码的方法,并分析了它的相关特性。其次,针对下行通信,提出了基于抗频选互补码的发射机和接收机结构,分析和仿真结果验证了基于抗频选互补码的CDMA下行通信系统中无多用户干扰。针对上行通信,提出了基于抗频选互补码的发射机和接收机结构,分析和仿真结果同样表明基于抗频选互补码的CDMA上行通信系统中无多用户干扰。针对如何提高互补码的最大可支持用户个数进行研究,提出了偶位移互补码及其传输方案。相比于具有理想相关特性的互补码,偶位移互补码的最大可支持用户个数扩大一倍。首先阐明偶位移互补码的思想来源,并给出偶位移互补码的概念和相关特性。接下来,提出了偶位移互补码的传输方案,并证明了结合该传输方案,偶位移互补码等价为具有理想相关特性的互补码。最后,提出了一种偶位移互补码——I/Q列式互补码的构造方法,并分别分析了基于I/Q列式互补码的CDMA下行通信系统和上行通信系统的抗多用户干扰性能。仿真结果表明基于I/Q列式互补码的CDMA无线通信系统的误码率性能并不差于基于理想相关互补码的CDMA无线通信系统。

史永超[3]2007年在《第叁代移动通信系统中基于子空间的盲自适应多用户检测技术研究》文中认为码分多址(CDMA)为第叁代移动通信系统的空中接口标准。由于多个用户的随机接入,所使用的扩频码一般非严格正交,非零互相关系数的存在会引起用户间的相互干扰,称为多址干扰(MAI)。多址干扰导致系统误码率的上升和系统容量的下降。多用户检测充分利用CDMA用户特征码的内在结构信息来消除多址干扰,改善接收机的性能,提高系统容量,克服远近效应的影响。因此,多用户检测是第叁代移动通信系统的关键技术之一。盲自适应多用户检测技术由于只需要使用期望用户的特征波形和定时信息就可以消除CDMA系统中的多址干扰,成为目前研究的热点。子空间方法盲多用户检测基于信号子空间的跟踪和估计,算法复杂度较低,收敛性能较好。本文主要研究基于子空间的盲自适应多用户检测技术,主要工作概括如下:1.针对子空间盲多用户检测器中的秩估计模块和子空间跟踪模块中的经典算法进行理论分析和仿真研究,重点对正交投影逼近子空间跟踪(OPAST)算法提出改进,仿真实验表明改进后的OPAST算法具有更好的收敛性能和对信号子空间特征向量的跟踪效果。2.通过仿真实验表明,Kalman滤波盲自适应多用户检测算法与最小均方(LMS)盲多用户检测算法及递归最小二乘(RLS)盲多用户检测算法相比,收敛速度更快且稳态剩余输出能量更低,但其算法的复杂度较高。本文结合子空间概念和改进后的OPAST算法对Kalman滤波算法提出改进,达到了降低算法的计算复杂度,提高算法的整体性能的目的。3.对改进后的Kalman滤波盲自适应多用户检测算法(即基于子空间的Kalman滤波盲自适应多用户检测算法)在加性高斯白噪声信道、慢时变Rayleigh衰落信道、多径频率非选择性衰落信道以及动态环境中进行研究,理论分析和仿真结果表明改进后的算法较原算法计算复杂度明显降低,且具有更快的收敛速度和更好的抗多址干扰性能。

张承瑞[4]2007年在《基于Hopfield神经网络的多用户检测技术研究》文中研究指明码分多址系统具有抗干扰能力强、系统容量大等优点,但是多址干扰的存在限制了系统的容量和性能。为此,人们提出采用多用户检测技术来抑制多址干扰。目前,大多数的多用户检测算法还存在着算法复杂、收敛速度慢等缺点,而神经网络具有运算速度快、并行处理能力强等优点,因此成为多用户检测技术研究中的热点课题。本文在分析最佳检测、线性检测、解相关检测、盲多用户检测等几种多用户检测方法的基础上,研究了基于Hopfield神经网络(Hopfield Neural Network,HNN)的多用户检测方法。本文的主要工作可以分为叁部分:一是移动通信系统及多用户检测相关知识的介绍;二是Hopfield神经网络基本理论的论述;叁是移动通信系统中基于HNN多用户检测技术的研究、仿真和分析。其中,第叁部分是本文工作的重点,主要包含以下几个方面:1.分析了基于HNN的最优多用户检测器,针对其能量函数易陷于局部极小点的问题,提出了一种改进型HNN多用户检测器,仿真结果表明改进型检测器在误码率性能和网络收敛速度上相比原检测器都得到了一定的提高。2.将基于MMSE准则的线性多用户检测算法与Hopfield神经网络相结合,提出了一种基于HNN的线性MMSE多用户检测器,降低了线性MMSE多用户检测器的计算复杂度。仿真结果表明该检测器具有良好的误码率性能。3.本文对MC-CDMA系统中基于HNN的最优多用户检测器进行了研究。仿真结果表明,在多径衰落(Multipath Fading,MPF)信道下通过使用精确的信道状态信息(Channel State Information,CSI),MC-CDMA系统中基于HNN的最优多用户检测器可以获得次最优的性能,并且CSI的精确与否将会严重影响该检测器的误码率性能。4.本文将基于HNN的盲多用户检测器应用到MC-CDMA系统中,提出了MC-CDMA系统中基于KCNN的盲多用户检测器和改进型HNN盲多用户检测器。仿真结果表明,在MC-CDMA系统中两种检测器都能有效地抑制多径衰落,同时具有良好的误码率性能和跟踪信道变化的能力,并且改进型HNN盲多用户检测器可以获得比KCNN盲多用户检测器更优的性能。

王磊[5]2008年在《CDMA通信系统中混沌神经网络多用户检测技术的研究》文中提出众所周知,码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA)系统采用扩频通信技术,大幅度地提高了频率利用率,具有容量大、覆盖范围广、手机功耗小等突出优点,但是在CDMA系统中,由于多个用户使用的扩频码集一般不能严格正交,故存在多址干扰(Multiple Access Interference,MAI),它对系统容量起着制约性的作用。多用户检测技术作为一种性能优越的抗多址干扰技术,已经成为第叁代移动通信中的一项关键技术,它在传统检测技术的基础上,联合考虑同时占用某个信道的所有用户或某些用户,能有效地消除或减弱其它用户对期望用户的影响。由于多用户检测问题的实质是组合优化问题,因此,人工神经网络所具有的快速优化计算能力和大规模并行处理能力使其在多用户检测问题中表现出良好的前景。而暂态混沌神经网络(Transiently Chaotic Neural Network,TCNN)在Hopfield神经网络(Hopfield Neural Network,HNN)基础上引入了一个逐渐消失的自反馈项,使网络在搜索过程中具有比一般神经网络更复杂的暂态混沌动力学特性,在处理组合优化问题上具有更大的优势。因此,本文将暂态混沌神经网络和多用户检测相结合,在原有的基于暂态混沌神经网络多用户检测器的基础上加以改进,提出一种快速收敛的改进自适应暂态混沌神经网络多用户检测器,并将其应用到多载波CDMA(Multi-carrier CDMA,MC-CDMA)系统中,达到减小误码率、优化系统性能的目的。本文的主要工作可以分为叁部分:一是CDMA通信系统及多用户检测技术的介绍;二是混沌理论和混沌神经网络模型的分析;叁是移动通信系统中基于暂态混沌神经网络多用户检测技术的研究、仿真。其中,第叁部分是本文工作的重点,其主要包含以下几个方面:第一,研究了基于Hopfield神经网络的最优多用户检测器,针对其能量函数易陷于局部极小点的问题,分析了基于TCNN的多用户检测器,仿真结果表明,基于TCNN的多用户检测器在一定程度上避免了能量函数陷于局部极小点的问题。第二,分析了TCNN网络的参数,在现有的基于TCNN的多用户检测器基础上,提出了一种改进的TCNN多用户检测器,仿真结果表明,改进的TCNN多用户检测器具有更好的误码率性能。第叁,为了使网络有更快的收敛速度,本文将典型TCNN中的混沌项加以改进,得到一种快速收敛的改进自适应暂态混沌神经网络多用户检测器,仿真结果表明,该检测器不仅具有良好的误码率性能,而且具有更快的收敛速度。第四,将基于TCNN的多用户检测器应用到MC-CDMA系统中。仿真结果表明,本文提出的快速收敛的改进自适应暂态混沌神经网络多用户检测器能有效地抑制码间干扰,具有良好的误码率性能,适合高速率数据传输。

王蓬[6]2006年在《多用户检测技术在CDMA系统中的应用研究》文中指出随着移动通信的迅猛发展,移动用户的数量以惊人的速度在扩张,由用户数量增长而造成通信质量的下降矛盾就显得特别突出。其主要表现为,信道的容量被干扰所限定,尤其是同信道干扰和邻信道干扰。另外,在无线通信中,由于信道是时变的,为避免信道变化所引起的误码现象,CDMA自适应接收机的自适应收敛速度就必须足够的快,但如果速率变换是允许的,那么自适应接收机在多速率CDMA系统中的应用就会变得非常麻烦,主要是因为在速率变化后,多速率CDMA自适应接收机的自适应权值要重新更新。因此,在速率变化后的期间内,信号会严重衰减。 多用户检测技术是现代CDMA系统中能够有效解决上述问题的一个关键核心技术。各用户做联合检测或从接收信号中减掉相互间的干扰,从而有效地消除了多址干扰和符号间干扰,大大地缓解了CDMA系统的“远一近”效应问题,明显地改善了系统的性能,提高了CDMA系统的容量。 多用户检测需要使用训练序列,在进行训练之后,其系数可以锁定。但训练序列的不断发送会造成频谱资源的大量浪费,因而人们转而去研究不需要训练序列的盲自适应检测。近年来,盲多用户检测技术也是国内外热门的研究课题。 本论文围绕多用户检测技术在CDMA系统中的应用进行研究,主要针对盲自适应的多用户检测技术和移动无线衰落信道中的多用户检测技术这两个方面。 在介绍了几种经典的多用户检测技术以后,本文首先讨论了采用训练序列的自适应的多用户检测算法,从而引出盲多用户检测的概念,而后对盲多用户检测的LMS算法、RLS算法及Kalman算法在不同的信道环境中的信干比、误码率、最小输出能量以及抗干扰性能进行了分析、研究和仿真。计算机仿真表明RLS、Kalman两种算法具有优良的收敛性和较高的稳态输出信干比(SIR),在时变信道中具有良好的跟踪特性。最后,在讨论了平坦慢衰落信道的基础上,分析了多种典型的在移动无线环境下的Rayleigh衰落信道仿真算法,提出了基于AR模型的Rayleigh衰落信道的多用户检测模型,以达到改良系统仿真性能的目的。

王梦珂[7]2007年在《CDMA系统中多用户检测技术的研究》文中研究说明码分多址(CDMA)系统是一个干扰受限系统,系统中存在多址干扰和远近效应,这两种因素是限制CDMA系统容量的主要因素。多用户检测技术是近十年来在相关检测的基础上发展起来的一种有效的抗干扰措施,它减少了多址干扰,解决了远近效应问题,显着提高了系统容量。在实际应用中要求多用户检测算法既能满足性能优良又要复杂度低,然而,现有的多用户检测技术还不能在这两者之间取得令人满意的平衡,因此有必要对多用户检测技术进行更深入细致的研究。本文首先分析了几种典型的多用户检测方法及它们的优缺点,并推导出了计算CDMA系统容量的公式,讨论了多用户检测算法对系统容量的影响;其次对盲多用户检测算法进行了讨论和分析,比较了基于最小输出能量、基于递归最小二乘法和基于卡尔曼滤波等几种盲多用户检测算法,重点对线性约束恒模算法进行了详细的理论推导和仿真分析;最后,针对线性约束恒模算法的缺点,提出了一种改进的线性约束恒模算法,利用变步长来实现对时变信道的跟踪,仿真表明该算法比其它同类的算法性能更优。由于其步长的自适应变化,使得它在多径衰落信道中,依然具有较好的性能,而且在任意初始条件下,都能够正确收敛到目标用户,收敛速度更快,稳态性能更好,具有一定的实用性。

刘明伟[8]2004年在《第叁代移动通信多用户检测技术的研究》文中提出本文的主要工作是在对几种典型的多用户检测中技术研究的基础上,着重探讨基于信号子空间的多用户检测技术,并对其性能进行仿真分析。全文内容主要分为以下几个部分: 1.简要回顾第叁代移动通信技术的发展,在分析作为第叁代移动通信核心技术——CDMA系统优缺点的基础上,阐明运用多用户检测的必要性。 2.在分析移动通信信道特点的基础上,首先引出本文所采用的移动信道模型,并针对数字通信系统重点分析了离散化的系统模型及其矩阵表示形式。同时,分别推导了直接扩频通信系统同步和异步CDMA系统模型。在此基础上分析常规单用户检测接收机,匹配滤波器接收机和Rake接收机的工作原理,指出常规的单用户检测接收机无法消除多址干扰。 3.在分析CDMA系统干扰的基础上,阐述了多用户检测的思路及系统模型,探讨了几种典型的线性多用户检测器,并深入的研究了线性解相关(DEC)多用户检测最小均方误差(MMSE)多用户检测原理,给出了线性多蒯户检测的误比特率和抗“远—近效应”的性能分析。仿真结果表明多用户检测技术可以有效地抑制多址干扰,同时具有抗远近效应。 4.引出了子空间方法多用户检测的概念,并给出了线性解相关(DEC)多用户检测和最小均方误差(MMSE)多用户检测的子空间表示。并且对基于子空间方法的DEC和MMSE检测器在高信噪比下的性能进行仿真研究,试验结果表明两者在高信噪比下具有相同的渐进有效性和抗“远-近”能力,即最佳抗“远-近”效应能力。同时,对提出子空间方法构架的Xiaodong Wang的子空间跟踪多用户检测算法进行了深入研究。

赵楠[9]2011年在《统一扩频测控系统中关键技术研究》文中指出随着航天测控领域的迅猛发展,目前流行的统一载波测控系统已经不能满足我国航天事业的需求,因此一种新型的测控体制,统一扩频测控体制在统一载波测控体制的基础上发展起来,能够有效的克服统一载波测控系统中存在的缺点。尽管如此,统一扩频测控系统采用码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA)或者多载波CDMA(Multi-carrier CDMA,MC-CDMA)通信体制,系统中存在若干类型的干扰,包括多址干扰、多径干扰、远近效应和CDMA体制与其它窄带通信体制之间的相互干扰等,这些干扰对统一扩频测控系统的性能以及系统容量影响很大,只有进行有效的抑制,才能充分发挥出统一扩频测控系统的优势。因此,本文重点研究了统一扩频测控系统中干扰去除的几种关键技术,包括多用户检测、功率控制和多符号检测等,进一步提高了系统的性能,以满足我国航天测控事业发展的需要。首先,无论对于CDMA体制还是MC-CDMA体制的统一扩频测控系统中的多用户检测技术,文中均采用了蚁群算法作为主要的研究手段,因此本文对蚁群算法进行了深入的研究。在介绍了几种经典的蚁群算法的基础上,提出了种群递减蚁群算法和变异蚁群算法,并对这两种方法进行了融合,提出了一种全新的种群递减变异蚁群算法。以旅行商问题为研究实例,仿真验证了文中提出的种群递减变异蚁群算法优良的性能,为后续章节种群递减变异蚁群算法多用户检测器的研究打下了基础。其次,对基于CDMA体制中的统一扩频测控系统中多用户检测技术进行了研究。CDMA体制可以分为同步CDMA体制和异步CDMA体制,分别应用于统一扩频测控系统的上行链路和下行链路中,因此CDMA体制的多用户检测技术也包括同步多用户检测和异步多用户检测。文中在分别介绍了同步和异步最优多用户检测器和几种次优线性多用户检测器的基础上,提出了种群递减变异蚁群算法同步多用户检测器和异步多用户检测器,尤其是在异步多用户检测器中,可以将多径干扰作为一个异步的用户进行检测并消除。分别针对同步CDMA体制和异步CDMA体制对种群递减变异蚁群算法多用户检测器进行性能仿真,仿真结果验证了其优良的性能,适合在统一扩频测控系统的上行和下行链路中使用,提高系统的性能。然后,研究了MC-CDMA体制统一扩频测控系统中多用户检测技术。MC-CDMA体制是将正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)和CDMA技术进行融合而提出来的,继承了这两种体制的优点,但是这两种体制的缺点仍然存在,也就是系统中存在着多址干扰和远近效应。文中在介绍了MC-CDMA体制最优多用户检测器和几种线性次优多用户检测器基础上,提出了用于MC-CDMA体制的种群递减变异蚁群算法多用户检测器。经过仿真证明,该检测器的性能优良,接近最优多用户检测,能够有效的消除多址干扰,抑制远近效应,使MC-CDMA体制统一扩频测控系统的检测性能明显提高。接下来,CDMA是个自扰系统,对远近效应非常敏感,因此研究了CDMA体制统一扩频测控系统中功率控制技术。文中给出了功率控制的系统模型并引出了预测器的相关理论,在分析了以用户为中心和以网络为中心的控制目标的基础上,提出了基于预测器的分布式多目标鲁棒功率控制算法。对本文提出的算法进行大量仿真,包括收敛速度、对抗衰落的鲁棒性能以及多目标控制性能分析等。通过仿真,验证预测器优良的鲁棒性能,并且证明了该算法可以适用于多种情况下不同的控制目标,能够有效的抑制CDMA体制统一扩频测控系统中存在的远近效应。最后,研究了PCM/FM体制的多符号检测技术。CDMA和MC-CDMA体制信号功率谱密度比较低,因此同一频段内也允许其他体制的信号同时进行通信,比如遥测领域常用的PCM/FM体制。虽然CDMA体制和MC-CDMA体制对PCM/FM信号来说可以看成背景噪声,但是这种干扰仍然会造成PCM/FM信号检测性能的下降。因此本文提出了一种易于硬件实现的基带正交复旋转多符号检测算法并进行了FPGA(Field Programmable Gate Array)实现。对该算法进行了仿真并在硬件平台上进行验证,结果表明,本文提出的算法能在Eb/N0大于5dB的情况下实现精确的位同步,并且比传统非相干鉴频算法的性能提高了3dB,能够有效解决统一扩频测控系统中异体制共通道情况下相互干扰的问题。

张红伟[10]2002年在《CDMA系统中联合功率控制算法的研究》文中认为码分多址接入(CDMA:Code Division Multiple Access)方式以频谱利用率高、抗多经、抗干扰、软容量、低功率、软切换、宏分集、频率规划简单以及用户接入方便等其它多址技术不可比拟的优越性被认为是未来移动通信系统的理想接入技术之一。在CDMA系统中各用户是根据地址扩频码的不同,即根据它们之间互相关特性来区分的。若用户间的互相关不为零,则会导致多址干扰的产生;另一方面,由于CDMA系统是干扰受限的系统,即干扰程度直接影响到系统软容量和系统内用户服务质量的高低,为了有效地克服远近效应和多址干扰的影响,采用一定的功率控制技术则显得尤其重要。 在现行CDMA通信系统标准中(如IS-95A或CDMA2000标准),采用的功率控制方法是在一定的标准下(如移动用户发射功率或信干比在到达基站时满足某一最低要求标准),根据移动台到基站的远近来为系统内用户分配功率的。在传统的功率控制算法,通常采用某个迭代关系式为其建立某一的数学模型,该迭代关系式应满足收敛特性。在功率控制过程中,通过对该迭代关系式的迭代运算求解出最佳解向量。这种功率分配与控制方法的缺点是没有考虑到系统内其他用户对期望用户的影响以及信道时变特性的影响,不能最大化系统的容量,造成了频谱资源的浪费。因此需要对现有的功率控制算法加以改进以便提高CDMA系统的性能。 本文介绍了CDMA系统中传统功率控制算法的基本模型,讨论了将多用户检测效果引入到功率控制中,系统性能的改善程度,并将这一思想应用到基于博弈论功率控制算法当中,同时还考虑了信道时变特性的影响,提出了叁种不同的功率控制策略:(1)基于MMSE多用户检测的联合功率控制算法;(2)基于博弈论的联合功率控制算法;(3)基于信道估计的联合功率控制算法。 本文在第四章中提出的联合功率控制算法考虑到了多用户检测的效果,将多用户检测过程中接收机滤波器抽头系数的更新机制引入到功率控制算法中,提出了基于多用户检测的联合功率控制算法。在第六章中,继续将这种联合功率控制的思想应用到采用一定成本函数的功率控制算法当中,提出了基于博弈论的联合功率控制算法,并讨论了该算法在实际工程应用中的实现策略。通过对这些算法的仿真实验表明,采用上述联合功率控制算法,有利于系统容量的提高和系统内用户信干比质量的改善。为了能够更好地反映系统内信道的时变特性,在第七章中,采用卡曼滤波的方法来对信道特性进行实时预测估计,并将这一预测的结果应用到功率控制算法当中,收到了满意的效果。 实验结果表明,多用户检测效果的引入,有利于降低对功率控制的要求,改善功率控制的效果,提高系统的软容量和用户的服务质量。

参考文献:

[1]. CDMA移动通信系统中并行干扰抵消算法的研究[D]. 张永波. 太原理工大学. 2007

[2]. CC-CDMA的码构造及系统设计方法[D]. 李国栋. 哈尔滨工业大学. 2016

[3]. 第叁代移动通信系统中基于子空间的盲自适应多用户检测技术研究[D]. 史永超. 太原理工大学. 2007

[4]. 基于Hopfield神经网络的多用户检测技术研究[D]. 张承瑞. 太原理工大学. 2007

[5]. CDMA通信系统中混沌神经网络多用户检测技术的研究[D]. 王磊. 太原理工大学. 2008

[6]. 多用户检测技术在CDMA系统中的应用研究[D]. 王蓬. 武汉理工大学. 2006

[7]. CDMA系统中多用户检测技术的研究[D]. 王梦珂. 青岛科技大学. 2007

[8]. 第叁代移动通信多用户检测技术的研究[D]. 刘明伟. 哈尔滨工程大学. 2004

[9]. 统一扩频测控系统中关键技术研究[D]. 赵楠. 哈尔滨工业大学. 2011

[10]. CDMA系统中联合功率控制算法的研究[D]. 张红伟. 安徽大学. 2002

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