宽带CDMA移动通信高性能接收及功率控制技术研究

宽带CDMA移动通信高性能接收及功率控制技术研究

胡荣[1]2002年在《宽带CDMA移动通信高性能接收及功率控制技术研究》文中指出宽带CDMA(码分多址)通信技术能实现更大的系统容量,并且有抗干扰、软切换、同频利用、接入方便等优点,它已成为第叁代移动通信的主流。本文研究了宽带CDMA移动通信系统的关键技术,主要工作分为以下几个部分: 本文分析移动衰落信道的数学模型,并给出相应的实现结构:对信道的单位脉冲响应和多普勒功率谱进行详细的描述。从分析信道的特征参数出发,揭示信道的各种参数之间的相互关系,并根据这些关系对信道进行分类。 在深入研究平均滤波、多时隙加权平均(WMSA)两种常规信道估计算法对WCDMA链路性能的影响的前提下,本文提出一种基于导频和多项式近似和信号重建的信道估计通用方法,适用于高速移动环境。结果表明:链路性能随着移动速度增加而降低;多项式阶次应随移动速度增加而增高;处理窗内时隙数的最佳值等于多项式阶次;移动速度在每小时3至250公里范围内变化时,多项式阶次取3可达到链路性能与算法复杂度之间的较好折衷;低速环境下WMSA算法较优,当速度高于100km/h时,则本文提出的多项式拟合算法明显好于WMSA算法;采用此算法所能达到的链路性能优于线性插值方法和高斯插值方法。 本文提出一种基于导频的串行多径干扰抵消技术(SMPIC)和相应的RAKE接收结构。理论分析和仿真结果都表明,此技术可以改善多径衰落条件下的接收性能。此技术结构简单、易于实现,不需用其他用户的扩频序列波形或多用户扩频序列之间的相关特性。特别适用于受到体积和硬件限制的移动台单用户接收和多用户检测技术目前还难以应用的场合。 本文提出基于SIR测量的链路级功率控制算法和平衡分布式BDPC系统级功率控制算法。结果表明,利用控制信道中的导频符号进行SIR测量的方法是有效的。由于编码交织及功率控制的共同作用,为使链路达到一定BER,所需的E_b/I_o随着信道衰落的增加而缓慢增加。最佳功率控制步长则取决于多谱勒频率。因此,为了使系统性能达到最佳,功率控制步长应随着信道衰落的变化而动态地改变。若功率控制命令的传输错误概率控制在10~(-1)数量级或更小,则该传输错误对链路性能影响不大。本文提出的平衡分布式系统级功率控制算法具有一些优秀的特征,与DPC算法相比,可以无需交换全局信息而计算归一化系数。归一化系数是DPC算法中保证发射功率保持在合理动态范围之内的必要措施,FDPC算法克服了全局信息交换的必要性,但发射功率却随着算法的收敛而趋近于零,而本文提出的平衡分布功率控制算法在收敛速度影响不大的条件下保证了发射功率保持在合理的动态范围之内,算法可在实际系统中应用。

凌小娟[2]2007年在《CDMA2000系统中的功率控制技术》文中指出由于移动通信系统通信环境的特殊性,导致了CDMA系统的干扰受限,存在严重影响系统容量和通信质量的阴影效应、远近效应以及多址干扰等问题。为此CDMA系统中提出了一系列的技术来降低各种干扰,功率控制技术就是其中一种。其目的就是要克服远近效应等问题,提高通信系统的系统容量,维持高质量通信,同时又不对同一信道内的其他用户产生干扰。功率控制是CDMA2000系统中的关键技术。同时它也是无线资源管理的重要组成部分。CDMA2000是第叁代移动通信系统的重要组成部分。它由IS-95体系演变发展而来。相比较IS-95系统,CDMA2000前向和反向的信道分类更加复杂,功能也越来越强大。在前向和反向链路的各种公用和专用信道上,功率控制技术也存在有不同的特点。CDMA2000系统的前向链路主要是采用了快速功率控制技术。随着数字技术的迅速发展,移动通信中的数据业务也越来越多的受到人们的重视。由于数据业务与话音业务的不同特点,导致CDMA2000系统的前向链路控制越来越复杂,因此也需要有更加有效的前向链路功率控制技术。神经网络理论是近年来发展较为迅速的一种科学理论,它通过对于人脑或者自然神经网络的若干基本特征的抽象和模拟来应用到各种领域中。人们通过神经网络来进行各种软件模拟和硬件实现的研究,同时神经网络还应用到模式识别,信号处理,机器人控制等多种领域。随着神经网络理论本身以及相关理论和技术的发展,神经网络也得到了越来越多的研究和应用。神经网络功率控制正是一种基于这种神经网络模型和理论的功率控制方案。与其他功率控制技术相比较,它具有较好的实时性,可以较好的提高信道容量,改善通信质量,同时也能有效地减轻局域网的拥塞现象,使通信资源得到合理使用。

文晓聪[3]2006年在《现代移动通信系统中功率控制和速率控制的研究》文中指出近些年来,随着移动通信、数据通信和Internet网络的飞速发展与日益融合,移动用户不仅要求提供高质量的话音业务,而且要求提供可以和桌上电脑相比拟宽带多媒体业务。因而以话音业务为主的第二代移动通信系统已远远不能满足人们对信息交流的需要,以CDMA为主流技术、能提供宽带多媒体业务并可与Internet互连的现代移动通信系统应运而生。 在现代移动通信系统中,不同的业务有不同的QoS(如时延、吞吐量和误比特率等)要求和不同的传输速率。这意味着系统需要提供更多的无线资源并且对无线资源要有更复杂的控制机制。但是移动通信系统中的无线资源(如频谱、功率、速率、时隙和码字等)却很稀缺,因此无线资源的控制与优化问题就成为该系统中的一项重要的研究课题。 本文从优化现代移动通信系统中的无线资源出发,着重研究了该系统中两种重要的资源:功率资源和速率资源。本文的主要创新工作和贡献如下: ◆ 提出了一种基于遗传算法的功率控制方法。针对移动通信系统中基于固定迭代的分布式功率控制算法的收敛速度问题,将遗传算法引入到功率控制问题的研究中。充分利用遗传算法强有力的全局搜索和优化能力,提出了一种基于遗传算法的功率控制方法。仿真结果表明该方法大大提高了功率控制问题的收敛速度和计算速度。 ◆ 提出了一种适合3G-1X EVDO系统反向链路数据传输的改进的速率控制算法。针对反向链路抑制业务过载的困难,通过对该系统反向链路原有速率控制算法的研究,提出了一种适合该系统反向链路数据传输的改进的速率控制算法,将该算法模拟成一个一阶Markov过程,对算法进行了详细的理论分析。仿真结果表明:改进的速率控制算法可以大大降低系统的过载概率,有效地抑制业务过载。同时,算法也能使系统维持一个合理的吞吐量。 ◆ 提出了一种适合3G-1X EVDO系统前向链路数据传输的自适应的速率控制算法。研究了3G-1X EVDO系统前向链路的数据传输和速率控制,针对基于门限的固定余量速率控制方法和最优速率控制方法的缺点,提出了一种适合该系统前向链路数据传输的自适应速率控制算法。仿真结果表明:在时变信道环境下,自适应算法的吞吐量性能优于基于门限的

张德洲[4]2005年在《多载波CDMA及其关键技术研究》文中研究说明MC-CDMA 技术是下一代移动通信的核心技术之一,它结合了OFDM 和CDMA 技术的优势,能够把宽带频率选择性衰落信道转化为每个子载波的平坦信道,它具有自适应性、高容量、高频谱利用率、抗干扰等优点。因此,论文就MC-CDMA 及其关键技术问题展开深入研究。论文首先阐述了OFDM 和CDMA 技术的基本原理和性能比较。然后了进一步阐述了OFDM 技术和CDMA 技术结合的叁种方案,并对叁种结合方案的性能进行了分析,通过比较可以看出,MC-CDMA 方案的综合性能优于其它两种方案。MC-CDMA 方案作为宽带移动通信的一种多载波调制方法,论文对其原理、结构和性能进行了阐述和分析;最后还对MC-CDMA 系统的信号模型和FFT 实现方式进行了阐述和分析。在MC-CDMA 系统中,利用多个载波传输高速数据,它对系统的同步错误非常敏感,所以,同步技术就显得尤其重要,尤其是对要求快速同步捕获的系统更为重要。因此,论文就针对MC-CDMA 系统中的关键技术之一,即同步捕获技术展开深入探讨。由于MC-CDMA系统中使用的仍然是多载波传输技术,传统的各种MC-CDMA同步算法主要还是借鉴了OFDM 的同步算法。而MC-CDMA 系统中传输的数据符号具有CDMA 信号结构,这一点与OFDM 系统中传输的普通的二进制数据符号有很大差异,由此,论文介绍了MC-CDMA 系统中一种新的基于PN 相关性的同步算法,在这种新算法中,用户扩频码在FFT 变换之前作同步,这样就充分利用了MC-CDMA 信号中所包含的CDMA 信号结构。论文接下来就对MC-CDMA 系统中这种基于PN 序列的相关特性来实现同步的新算法详细探讨,在阐述该同步捕获算法原理的基础上,详细分析了在无衰落高斯信道下和瑞利衰落信道下系统捕获性能。论文还进一步指出了在MC-CDMA 系统中这种基于PN 相关性的捕获方法所存在的问题和缺陷,并针对这些缺陷提出了改进措施。在分析了基本的PN 相关法后,综合论文针对系统缺陷提出的改进措施,论文提出了一种改进方案应用于MC-CDMA 系统中,即基于PN 序列相关特性的自适应门限的混合捕获方案。改进系统利用混合捕获方式去搜索整个不定相位区间,并且应用恒虚警概率(CFAR)方法来完成背景噪声功率强度估计和判决门限的自动设置。经过推导,论文详细分析了该混合捕获系统在无衰落高斯信道下和瑞利衰落信道下的系统捕获性能。通过数值分析和计算机仿真可以看出,对于MC-CDMA 系统的PN 相关法捕获,论文提出的改进系统的平均捕获时间比原系统的平均捕获时

佚名[5]2002年在《通信》文中研究指明‘]’N91 020208601 PX实时通信软件的设计与实现/匡巍,张晓林,崔迎炜,周向荣(北京航空航天大学)11月晾航空航天大学学报一2001,27(3)一260一263分析T基于1 PX(In七el·netwol·k Paeket eXehange

佚名[6]2002年在《通信》文中研究指明TN91 02050727自相似过程的合并和分解过程/薛质,施建俊,李建华(上海交通大学)11上海交大学报.一2 001,35(11)一1603一1606对LAN、ISDN的信令信道和其他通信系统中的数据统计分析表明,在宽带网络中的业务流具有自相似特性,

佚名[7]2002年在《通信》文中进行了进一步梳理TN91 02041021谈谈CTI技术及其未来/李露文(华中理工大学) 广东通信技术。-2001,21(增1)。-48-51CTI技术是计算机技术和电信技术相结合的产物。详细介绍了CTI技术的形成、发展、标准及CTI技术在呼叫中心、IP传真、电子商务、统一消息等方面的应用,对这四种应用技术作了一些分析,最后着重对CTI技术给企业发展所带来的深远影响进行了探讨。图3参4(木)

陈俊林[8]2011年在《基于“北斗”卫星信道的CDMA通信系统反向链路空口设计与实现》文中认为目前在轨的大部分卫星移动通信系统都是欧美等国研制开发。卫星移动通信系统在国外被当作为一项十分重要的国家基础设施来建设,并投入大量资金和人力进行研制和维护,但一直以来对我国实施技术封锁,这对我国紧急突发通信极其不利。当前我国尚没有完全自主知识产权且能成功使用的民用卫星移动通信系统,因此研制开发国产民用卫星移动通信系统正被做为一项可以和第叁代无线移动通信以及下一代宽带网络等大型基础设施相提并论的重要系统得到国家大力支持。随着“北斗”一号导航卫星的发射,给我国卫星移动通信事业的发展带来了新的契机。本文利用“北斗”卫星的双向通信特性,使用“北斗”导航系统中的空闲频段和转发器资源,实现无线移动终端间的语音和数据通信。本文介绍了基于CDMA2000标准的卫星移动通信实验系统的研究背景,进行了反向链路空口协议的设计,对反向发送基带信号处理的原理和实现进行了详细分析和设计,对反向接收端信号处理,特别是反向接收多用户中频信号的快速捕获、跟踪和信道均衡等进行了设计与实现。本文设计的卫星移动通信试验系统采用了数字中频设计,运用软件定义无线电思想,具有灵活性和可配置性强以及调试开发周期短等诸多优点。本文还设计了“北斗”卫星移动通信实验系统的完整测试方案。由于实验系统庞大,基带处理单元需要和射频、CPCI接口、上层软件等联合调试。本系统分别经行了严格的实验室内测试和“北斗”卫星信道的上星实验。实验结果达到预期要求,实现了多用户的话音和短信通信,且误帧率在设计要求的范围以内。本文主要包括以下内容:(1)反向链路接入信道前缀部分、消息体部分和业务信道的信道编码、扩频和加扰;(2)反向链路接入信道的快速捕获以及接入信道、业务信道的跟踪、解扩解扰等;(3)数字中频设计与实现。

佚名[9]2003年在《通信》文中进行了进一步梳理TN91 2003050849PC与P LC在自由口模式下的串行通信/韩宝彬(西安电子禾书比大学)刀通信技术.一2003,(5)一25一26介绍了在自由口模式下5 iemens公司57一200系列可编程逻辑控制器(Miero PLC)与PC机的通信机制,

鲁智[10]2008年在《无线网络功率控制与垂直切换算法研究》文中研究说明随着移动通信、数据通信和Internet网络的飞速发展与日益融合,通信系统中的用户不仅要求高质量的话音业务,而且期望获得可以和桌面电脑相比拟的宽带多媒体服务,并能够随时随地地接入网络。因此,下一代通信系统将是移动通信与信息处理紧密结合的网络。以CDMA为主流技术、能提供宽带多媒体业务并可与Internet互连的现代移动通信系统越来越受到人们的关注。从移动通信的发展来看,移动通信技术面临用户数量急剧增加、移动业务逐步走向多元化、用户对服务质量(QoS)的要求不断提高等问题。由于不同的业务有不同的QoS(如时延、吞吐量和误比特率等)要求和不同的传输速率。这就意味着通信系统需要提供更多的无线资源,并且对无线资源要有更复杂的控制机制。但是移动通信系统中的无线资源(如频谱、功率、速率、时隙和码字等)是有限的,因此对无线资源的控制与优化等问题就显得尤为重要。用无线资源管理(RRM-Radio Resource Management)的各种方法对复杂的无线物理信道、网络资源进行合理配置,完善异构网络的兼容性及保障不同特性业务的传输质量等方面就成为一个重要的研究课题。本文根据无线资源管理的基本特征,在系统地分析和论证了现存的各种RRM算法的基础上,对以下几个关键技术和理论问题进行了深入分析。第一,基于预测的最优分布式功率控制算法。在系统地研究了移动通信系统中的功率控制问题的基础上,提出了一种SIR误差与发射功率联合最优的分布式闭环功率控制方法。从理论上证明这种算法的可行性。该算法以SIR误差和发射功率作为优化准则,选择最优比例增益以达到下一时刻SIR误差平方与发射功率平方之和最小的目的。在方案设计中应用H∞滤波器实现系统滤波。仿真结果证明本方法有较快的收敛速度,是一种能够适应链路干扰和信道变化的功率控制方案,能够减弱系统的“Party”效应,达到要求的QoS与功率消耗的折衷。第二,提出了一种新的基于博弈论的非合作功率控制方法。由于传统的功率控制方案主要针对移动通信系统中的话音业务,并未考虑不同数据速率的多媒体业务,因此提出了一个适用于无线数据网络的功率控制算法,设计了一个新的基于定价的目标函数,该函数由效用函数与代价函数的差构成。证明了该博弈算法的纳什均衡点的存在性、唯一性及Pareto有效性。该算法能使移动用户以较低的发射功率达到合理的SIR水平,并能够适用于不同数据速率的业务环境。最后与现有的算法进行了仿真比较,证明了该算法具有较好的实用性。第叁,提出了一种发射功率与传输速率联合最优的控制算法。根据无线信道中用户信干比(SIR)与传输速率的紧密关系,及功率控制对信干比的有效调节功能,设计了一种基于博弈理论的功率与速率联合控制算法,由两个博弈分层共同操作,每个博弈由一个目标函数组成。第一个博弈是一个带有定价的非合作速率控制算法,它为用户设置准则,使用户能够达到唯一的纳什均衡速率操作点。第二个博弈的非合作功率控制算法,通过计算发射功率,以支持第一个博弈达到均衡的传输速率,从而联合解决无线资源的利用问题。仿真分析证明,该算法能够以较低的功率为用户提供高速的数据传输。第四,提出了一种用于异构无线网络间的垂直切换算法。把垂直切换映射为一个多标准决策过程。考虑系统的多种参数及用户的不同业务类型,设计了一种多目标垂直切换判决算法,该算法由预切换判决过程和切换判决过程组成,在预切换判决中通过服务质量满意度函数为用户选择合适的接入系统,然后通过最大系统效用函数进行垂直切换判决。通过仿真,与现有的切换算法进行了比较,证明了该算法具有较优越的性能。

参考文献:

[1]. 宽带CDMA移动通信高性能接收及功率控制技术研究[D]. 胡荣. 浙江大学. 2002

[2]. CDMA2000系统中的功率控制技术[D]. 凌小娟. 北京邮电大学. 2007

[3]. 现代移动通信系统中功率控制和速率控制的研究[D]. 文晓聪. 西北工业大学. 2006

[4]. 多载波CDMA及其关键技术研究[D]. 张德洲. 重庆大学. 2005

[5]. 通信[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2002

[6]. 通信[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2002

[7]. 通信[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2002

[8]. 基于“北斗”卫星信道的CDMA通信系统反向链路空口设计与实现[D]. 陈俊林. 电子科技大学. 2011

[9]. 通信[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2003

[10]. 无线网络功率控制与垂直切换算法研究[D]. 鲁智. 哈尔滨工业大学. 2008

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