CDMA移動通信系統(tǒng)干擾分析與抵消算法研究.pdf

1、碼分多址(CDMA)以其頻率規(guī)劃簡單、頻譜利用率高和獨特的抗多徑衰落、軟容量、軟切換、宏分集以及靈活的變速率傳輸等技術特點，目前已經成為第三代移動通信系統(tǒng)的主流技術。論文以寬帶 CDMA 系統(tǒng)關鍵技術中的干擾抵消與接收機技術作為主要研究方向，以 cdma2000 系統(tǒng)的物理層傳輸技術為切入點，研究和探討適用于寬帶CDMA移動通信系統(tǒng)的干擾抵消與接收機技術。 首先，論文研究了量化處理和有限字長效應對 cdma2000 系統(tǒng)下行鏈

2、路 RAKE 接收機和Viterbi解碼器性能的影響，通過仿真研究了A/D轉換器字長、信道估計區(qū)間長度、移動臺速度以及導頻功率增益因子等參數的選取對定點仿真系統(tǒng)性能的影響：基于對量化噪聲統(tǒng)計特性的分析，提出了通過合理設計濾波器以提高量化信噪比，增加量化器有效字長的方法，可以方便地應用于實際系統(tǒng)的硬件電路以及 ASIC 設計之中。 針對具有連續(xù)導頻輔助的 DS-CDMA 系統(tǒng)，論文分析了接收信號中導頻干擾、用戶多址干擾、多徑干擾

3、和噪聲等各分量的統(tǒng)計特性；推導了單小區(qū)與多小區(qū)環(huán)境中、均勻多徑分布和(非)理想信道估計條件下，導頻干擾抵消前后系統(tǒng)平均符號錯誤概率的理論公式；分析了均勻多徑分布條件下，滑動平均信道估計誤差的統(tǒng)計特性，給出了導頻功率增益因子與信道估計噪聲方差之間的數學關系，并通過數值仿真對于理論計算的結果進行了分析。 在理論分析的基礎上，論文給出了碼片級導頻干擾抵消算法和符號級導頻干擾抵消算法的具體實現步驟，說明了兩種算法的等價性；系統(tǒng)仿真表明

4、，符號級導頻干擾抵消算法不僅可以有效提高接收機的性能，而且在符號速率上處理時將大大降低硬件實現的復雜度。該算法可以進一步推廣到多個蜂窩小區(qū)的情形，有效地消除相鄰小區(qū)基站發(fā)送的導頻信號對于本小區(qū)中用戶產生的多址干擾，更好地滿足話音和數據業(yè)務的傳輸要求。 針對具有連續(xù)導頻輔助的 DS-CDMA 系統(tǒng)，論文給出了擴頻序列部分互相關函數的精確描述，得到了低擴頻比時關于多址和多徑干擾更為精確的數學表達式?；趯ьl干擾、用戶多址干擾、多徑

5、干擾和噪聲等各分量統(tǒng)計特性的分析，推導了單小區(qū)環(huán)境與多小區(qū)環(huán)境中、均勻多徑分布和(非)理想信道估計條件下，低擴頻比 DS-CDMA 系統(tǒng)平均符號錯誤概率的理論公式，并通過數值仿真對于理論計算的結果進行了分析。 在理論分析的基礎上，論文提出了 RAKE 合并與符號級 Viterbi 均衡及多級干擾抵消相結合的聯(lián)合接收算法，并給出了相應的接收機結構。既可以利用 RAKE 接收技術合并多徑信號，實現接收分集；又可以利用符號級Vite

6、rbi均衡及多級干擾抵消算法消除各徑信號中的符號問干擾，從而有效地克服在低擴頻比情況下、傳統(tǒng) RAKE 接收機中存在嚴重的符號間干擾時所導致的系統(tǒng)性能的惡化。針對低擴頻比DS-CDMA系統(tǒng)中，傳統(tǒng)RAKE接收機性能嚴重劣化的問題，論文提出了MMSE濾波預處理與迭代軟判決干擾抵消相結合的接收算法，并給出了相應的接收機結構。無論在單小區(qū)或者多小區(qū)環(huán)境中，該算法均能有效地抑制多址干擾和符號間干擾的不利影響，顯著地改善低擴頻比下CDMA接收機的