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多载波CDMA及其关键技术研究

张德洲  
【摘要】: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 技术结合的三种方案,并对三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


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