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无线通信中空时自适应接收机的研究

郑建忠  
【摘要】: 从信号处理的观点看,通信是结构信号在有扰情况下完成传输与检测的过程,能量的有效性和信息的有效性是通信的要求和目的。不同的无线移动通信环境,对信号结构的影响也就不一样。对于DS-CDMA移动通信系统,信道的失真与多址干扰是限制系统性能的主要因素。根据实际的移动通信信道环境的差异,研究合适的接收机结构及算法是对抗信道的失真与多址干扰有效措施。因此,本文首先研究了无线信道及其电波传播特性,以期对无线移动通信的无线信道有充分的认识;接着研究了必将广泛被采用的智能天线技术(它能引进空间分集,抗信道衰落,并提高系统容量);最后,基于对信道的认识并把智能天线技术结合,着重研究了在多径慢衰落信道与多径快衰落信道下的空时接收机技术,这部分内容是本文核心。本文的主要贡献在于四个方面: 1、针对无线移动通信系统中广泛存在多径慢衰落效应的情况,分析了DS-CDMA系统中接收信号本身的结构特征,根据这个特征,在匹配滤波的基础上,从能量与信号结构的角度提出了四种不同的数据采用方案,并分析了不同数据方案对多址干扰与码间干扰的影响。 2、针对将智能天线的思想融入其中的空时接收机,提出了基于Rosen梯度投影实现的最小均方(LMS)与最小二乘盲空时接收机算法并将提出的不同数据方案结合起来,分析了提出的方案对每次迭代运算的运算量的影响,通过仿真实验验证了方法的有效性。 3、针对多径慢衰落信道下DS-CDMA盲空时接收机中线性约束二次规划问题提出一种新的递归最小二乘算法,该算法完全避免因约束而引进的矩阵求逆运算(相对于常规的递归最小二乘算法),不但运算量比常规的要低,而且比基于Rosen梯度投影实现的最小均方(LMS)与最小二乘盲空时接收机算法还低,且收敛速度比基于Rosen梯度投影实现的最小均方(LMS)与最小二乘盲空时多用户检测都好,将提出的新的递归最小二乘算法与提出的数据选择方案结合起来可以进一步降低其运算量,具有很大的实用价值,最后通过仿真实验进一步分析了其性能。 4、针对多径快衰落信道下的DS-CDMA系统,给出了基于多径-多谱勒观点描述的 1百安电弓卜科东兔J忆学协士学位论文 时间选择性信道的信号模型,提出了基于变约束条件下的递归最小二乘空时接收机算 法并分析算法的运算量,最后通过仿真分析了所提出的方法的性能。


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