宽带码分多址系统中信道估计及发射分集研究

摘要

码分多址(CDMA)以其独特的抗多径衰落、软容量、软切换、宏分集、灵活的变速率传输等技术特点,而成为第三代移动通信系统的主流技术.论文以宽带CDMA系统关键技术中的信道估计与发送分集技术作为主攻研究方向,以WCDMA物理链路为切入点,研究和探讨适用于宽带CDMA移动通信系统的信道估计与发送分集技术.首先,对于连续导频模式下的信道估计问题,论文建立了RAKE接收机中信道估计器的时域数学模型,以信道估计器输出的估计值与实际信道参数之间的相关系数作为衡量信道估计精度的技术指标,从理论上给出了信道估计的精度与RAKE接收机误比特率之间关系的数学公式,并由此指出基于MMSE准则的信道估计方法即为连续导频模式下使得RAKE接收机获得最小误比特率的最优信道估计处理方法.针对连续导频模式下滑动平均信道估计方法的估计长度对估计准确性影响较大的问题,论文提出了采用实测的信道自相关系数进行滑动加权平均的信道估计处理方法.理论分析及仿真表明该方法能自动适应移动信道的时变模型及衰落速率;在移动速度固定及移动速度变化很大的环境下都具有稳定的误差性能.就WCDMA系统STTD发送分集技术,论文分析了其RAKE接收性能,并进而研究了采用4天线的宽带CDMA系统可能采用的开环发送技术,理论分析和仿真表明发送分集技术是多址多径干扰受限的,且只在接收机缓慢移动且可分辨径少的信道中具有优于单天线发送的接收性能.就WCDMA系统的闭环发送分集模式,论文分析了理想条件下单径和多径信道中能够获得的最大接收功率.更进一步,论文研究了时变衰落信道中存在反馈链路延迟时的接收性能,给出了RAKE输出平均信干比的数学表达式,并就此给出了判别开环和闭环发送分集RAKE接收性能优劣的条件,表明闭环发送分集只在低速移动和低路径信噪比环境下具有较好的接收性能.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

§1.1论文背景

§1.2论文的研究工作和主要贡献

第二章 移动通信的信道特性及分集技术的基本理论

§2.1移动通信信道

§2.2多径衰落信道的物理特性

§2.3频率选择性信道的抽头延迟线模型

§2.4分集技术的基本原理及RAKE接收机

§2.5本章小结

第三章连续导频模式的最优信道估计方法的研究

§3.1引言

§3.2连续导频体制下的发射及RAKE接收系统模型

§3.3信道估计处理器的数学模型

§3.4非理想信道估计时RAKE接收机性能分析

§3.5基于MMSE准则的信道估计处理器及其误差性能

§3.6数值结果与系统仿真

§3.7本章小结

第四章 连续导频模式的自适应信道估计方法的研究

§4.1引言

§4.2连续导频体制下的信道估计模型

§4.3滑动平均的信道估计方法的误差性能性能分析

§4.4自相关系数加权的信道估计处理器及其误差性能分析

§4.5数值结果与系统仿真

§4.6本章小结

图

第五章 开环发送分集技术的研究

§5.1引言

§5.2 WCDMA系统的STTD发送分集方式模型

§5.2.1发送结构

§5.2.2信道模型

§5.2 3 STTD发送方式的RAKE接收模型

§5.3 STTD发送分集方式的RAKE接收机的性能分析

§5.4向4天线扩展的开环发送分集技术及与接收分集的性能比较

§5.4.1采用Tarokh空时分组码的发送分集系统及接收性能

§5.4.2 STTD的扩展：STTD-OTD的发送分集技术及接收性能

§5.4 3接收分集技术及其接收性能

§5.5数值结果与系统仿真

§5.6本章小结

图表

第六章 闭环发送分集技术的研究

§6.1引言

§6.2系统及信道模型

§6.3 WCDMA系统的闭环发送分集方式及接收算法

§6.4闭环发送分集技术的性能分析

§6.4.1闭环发送分集技术的最佳性能

§6.4.2时变信道中反馈延迟对闭环发送分集接收性能的影响

§6.5数值结果及系统仿真

§6.6本章小结

第七章全文总结

§7.1本论文已取得的研究成果

§7.2可以进一步研究的一些问题

致 谢

作者攻读博士学位期间发表的论文

参考文献