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移动通信非合作接收中的空时多天线处理

李汉强  
【摘要】:本论文针对移动通信中非合作接收所遇到的技术难题进行研究。为了削弱非合作接收中的远近效应、无功率控制、阴影衰落等影响,提出在非合作接收中采用分布式天线进行上行信号接收的方案。研究了采用分布式天线进行非合作接收的一些关键技术。 首先,论文从分布式天线系统的结构入手,提出了层叠分布式天线系统(Cascade Distributed Antenna System——C-DAS)。提出的C-DAS系统包括N个接收站,每个接收站对应一个固定/移动接收站,每接收站包括L个天线单元。在每个接收站内,首先进行微分集。通过在接收站内进行微分集,可以抑制快衰落。微分集之后的N个合并结果通过N条链路传送到中央处理器进行宏分集。宏分集方式为混合选择/最大比合并(H—SC/MRC)。对C-DAS系统的MIMO信道容量分析表明,C-DAS系统具有较好的信道容量均匀覆盖特性。与传统集中式天线系统相比,C-DAS系统可以获得更好的小区平均信道容量,可以有效抑制“无功率控制”的影响。 其次,论文针对提出的C-DAS系统,进一步分析了高斯误差和Doppler频移对天线站内多天线间最大比合并性能的影响。假设信道增益的估计是通过相关WCDMA公共导频信道的N个符号来获得,并由此首先推导了输出SNR概率密度函数的闭解表达式。利用推导的概率密度函数,论文进一步给出了BPSK调制时平均误码率和中断概率性能闭解表达式。利用平均BER表达式论文还分析了在高斯误差和Doppler频移影响下,信道估计积分长度对平均BER的影响,给出了最优积分长度的计算公式,证明了最优积分长度N只与最大Doppler频移f_d和符号周期有关,与阵列参数以及单个天线处的信噪比无关。 然后,论文研究了Nakagami/lognormal复合衰落信道条件下,多用户环境中C-DAS系统的平均误符号率和中断概率性能。首先推导了采用混合SC/MRC分集接收机的C-DAS系统平均误符号率和中断概率性能公式。明晰了多径密度函数(Multipath Intensity Profile-MIP)衰减因子、空时分集维数、


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