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《哈尔滨工程大学》 2010年
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基于WiMAX的初始ranging检测算法研究

邵家枫  
【摘要】:随着移动通信的飞速发展,实现高速移动通信是人们追求的目标之一。目前第二代和第三代移动通信系统能为用户提供数据传输业务,但其数据传输能力有限,仍不满足用户实时高速数据传输应用的需求。于是,802.16工作小组提出了基于IEEE 802.16的全球微波接入互操作性(WiMAX)技术。“初始测距(ranging)过程”是在WiMAX系统OFDMA物理层的上行链路中重要过程之一。该过程实现了在一个小区内所有终端用户和基站之间初始的功率调整、时偏估计和同步,它的性能决定了用户是否可以进行快速接入的系统和同步通信。所以初始ranging过程的研究具有很重要实际的意义。 本文首先从WiMAX技术背景出发,简单介绍了ranging过程的基本理论,如ranging码产生与分类、ranging的符号结构、ranging接入过程等。其次,详细描述了当今学术界对于初始ranging检测算法的热点研究方法及研究思想,并对它们的进行了总结和比较。 论文重点研究了多天线系统下的检测算法和超远覆盖检测算法这两个方面内容。首先,在传统多天线系统算法基础上,提出了一种用于初始Ranging检测的改进算法,该算法在不增加计算量的条件下,将用户的时偏值作为判决基准,首先间接判断出当时各天线所处的通信情况,然后再使用不同方法的检测。理论分析和仿真结果表明,该算法在AWGN信道和ITUPB3信道下均具有更好的检测性能。该算法最大限度的利用多天线分集带来的性能增益,同时提高了检测效率和性能,在一定程度上抑制了多径衰落。 然后,针对传统的时频域结合检测算法不能消除相位模糊从而无法实现超远覆盖,提出了一种时频域结合检测算法——多天线系统的初始ranging超远覆盖检测算法。该算法不但有效地降低计算工作量,还解决了超远覆盖带来的相位模糊问题,真正实现了超远覆盖。理论分析和仿真结果表明,在AWGN信道下,无论单用户分别接入还是在多用户同时接入情况,该算法都具有复杂度低,检测率高,可准确估计时偏值的优点。
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