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智能天线技术在DS/CDMA系统上行链路中的应用研究

张华  
【摘要】: 近十多年来,无线通信技术在全球范围内得到了迅速发展,移动通信系统的用户数目极快地增长起来,同时移动用户对无线服务的质量、业务种类、数据率的要求等越来越高,因而如何更加有效地使用有限的无线资源成为无线通信领域一个急待解决的问题。 智能天线技术在无线通信系统中的应用能够实现基站对移动台的定向发射和接收,从而能带来大大减轻系统的多址干扰,降低系统的发射功率,提高系统的频谱利用率,增大系统容量,减轻系统的空间电磁干扰等好处。智能天线技术在雷达、声纳等军事通信领域有着广泛的应用,但由于移动通信环境以及移动通信设备的复杂度等因素与军事通信领域有着显著的差别,所以智能天线技术在移动通信系统的应用尚属一个崭新的课题。 由于CDMA系统以其固有的较好的抗干扰性能、较好的隐蔽性和较大的系统容量,已成为第三代移动通信系统的主流多址方式,因而本文集中详细研究了智能天线技术在DS/CDMA系统中的应用算法、实现结构、与多用户检测技术以及Rake接收技术的结合方式等问题。 本文的主要工作包括: 一.归纳了国内外对智能天线技术研究的一些已有成果,包括智能天线技术的研究现状,实现方法、结构以及对系统性能的影响等。 二.针对时分导频位DS/CDMA系统的帧结构特征提出了导频位辅助LMS-DRMTA算法。该算法相对DS/CDMA系统中已有的LS-DRMTA算法具有运算量小,性能改善明显的特点。 三.对DOA跟踪阵列接收算法提出了对期望用户初始DOA进行估计的 电子科技大学傅士论文 简单方法。该方法可以方便准确快速地将期望用户的DOA定位到基 站阵列波束主瓣的3dB带宽以内,解决了DOA跟踪阵列接收方法的 前提问题。 四.对DOA跟踪阵列接收算法提出了对期望用户DOA进行自适应步长 调整的方法。该方法简单,稳定,实现复杂度低,一方面避免了基站 阵列彼束扫描速度跟不上移动台对基站的角速度的危险,另一方面又 降低了DOA跟踪的偏差,使得DOA跟踪阵列接收算法更为准确和 有效。 五.针对阵列处理加上* 的空时联合干扰抑制方案在阵列处理输出中 绝大多数的多址干扰分量十分微弱的特点,本文提出了部分干扰(强 干扰)对消方案。部分干扰对消法一方面降低了系统的运算量,缓存 空间,另一方面又避免了因弱多址干扰分量估计的不准确而造成的系 统性能下降。当阵列处理采用DOA跟踪阵列接收算法时,各激活用 户的DOA估计信息可以直接用来进行强弱干扰区分。 六.提出了ZD一RAKE接收机加上PPIC的DSICDMA系统上行链路的 接收方案,该接收结构利用智能天线技术在空域对DOA不同于期望 信号的干扰信号进行抑制,利用Rake接收机对期望信号大的时延分 量(不相关多径分量)进行时间上的分集,然后再对多径合成结果进 行部分并行干扰对消(PPIC),以对天线阵主瓣内的干扰信号进行进 一步的抑制。它们的合理结合对DSICDMA系统是一个比较完备而 性能良好的接收方案。


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