宽带CDMA移动通信高性能接收及功率控制技术研究

【摘要】：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，它已成为第三代移动通信的主流。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。