TD-SCDMA系统中基于信道估计的联合检测技术研究

摘要

TD-SCDMA结合了TDD模式和CDMA技术的特点，是第三代移动通信的三大主流标准之一。TD-SCDMA系统是干扰受限系统，系统主要干扰包括多径干扰、小区内多用户干扰和小区间干扰。这些干扰破坏了各信道的正交性，降低了系统的频率利用率。作为TD-SCDMA系统的关键技术之一的联合检测技术把所有干扰用户当作有用信号处理，充分利用了用户信号的扩频码、幅度、定时、延迟等信息，大幅度降低了多径与多址干扰。本文主要研究TD-SCDMA系统中基于阵列天线的联合检测技术。本文的主要工作概括如下： 一、对联合检测算法进行了详细的数学推导，针对阵列天线的情况介绍了联合检测算法的关键部分——系统矩阵的构成。通过仿真对联合检测算法中三种线性算法的性能进行了比较，给出了系统矩阵的结构。 二、对TD-SCDMA系统中的信道估计算法进行了研究。论述了TD-SCDMA系统中基于训练序列的信道估计方法，描述了TD-SCDMA系统的信道估计数学模型，并介绍了TD-SCDMA系统中训练序列的构成，给出了信道估计仿真模型框图，并从数学角度对信道估计方法进行了推导。同时结合联合检测技术对基于训练序列的信道估计方法进行了仿真，结果表明：基于训练序列的信道估计算法已接近真实值，并达到了通话标准。 三、从数学角度对联合检测算法进行了改进，针对联合检测算法复杂度高的缺点，将重点放在分析块FFT变换的快速算法上，并对该算法进行了改进。选择联合检测算法中的迫零线性块均衡算法(ZF-BLE)作为仿真算法，研究不同天线配置，不同用户配置以及不同移动速度环境对联合检测性能的影响，以及采用块FFT算法来简化联合检测算法。大量的仿真表明：改进后的快速算法，比未改进的ZF-BLE具有更好的误码率性能，运算效率高，所需运算数量级小于O(n<'2>)，存储量比传统算法成倍下降。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1移动通信近年来的发展状况

1.1.1第三代移动通信标准的发展

1.1.2三大主流标准的技术比较

1.2 TD-SCDMA系统的关键技术及特点

1.2.1 TD-SCDMA系统的关键技术

1.2.2 TD-SCDMA系统的特点

1.3联合检测算法的研究现状

1.4本文的主要研究工作

第二章TD-SCDMA系统信道数学模型及仿真平台

2.1 TD-SCDMA系统信道数学模型

2.1.1单天线单用户

2.1.2单天线多用户

2.1.3阵列天线联合发送

2.2 TD-SCDMA系统仿真流程图

2.3仿真环境和仿真条件

2.3.1仿真环境

2.3.2仿真条件

2.3.3误码率的计算

2.4仿真方案

2.5本章小结

第三章信道估计

3.1 TD-SCDMA系统中的信道估计

3.1.1 TD-SCDMA系统信道估计的数学模型

3.1.2 TD-SCDMA系统训练序列的构成

3.2数值仿真

3.3本章小结

第四章多用户检测及联合检测

4.1多用户检测

4.1.1接收端信号的两种干扰

4.1.2多用户检测概述

4.1.3多用户检测分类

4.2联合检测

4.2.1联合检测的系统模型

4.2.2联合检测算法

4.3三种线性联合检测算法性能仿真

4.4本章小结

第五章联合检测算法的改进

5.1快速算法的基本出发点

5.2改进的快速算法

5.2.1 FFT算法

5.2.2 DFT的矩阵表示法

5.2.3用FFT方法解循环行列式形式的线性方程组

5.2.4改进的快速算法——块傅立叶算法

5.3改进的快速算法在TD-SCDMA系统中的应用

5.4其他几种重要的算法

5.4.1其他几种重要的算法

5.4.2算法的时间和空间复杂度分析和比较

5.5数值仿真

5.5.1改进的算法与原算法的性能比较

5.5.2不同条件下对改进算法性能的验证

5.6本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文