TD-SCDMA基站增强型联合检测算法研究

摘要

目前，国内外对多用户检测技术的研究主要针对单一小区的情况。但实际的CDMA通信系统却是由多个小区通过复用完全相同的频谱来实现的，邻小区强干扰将严重影响系统性能。然而对于在多小区环境下的多用户检测算法的研究，目前国际上仅有少量论文涉及，针对TD-SCDMA系统的资料则更少。 论文针对现有联合检测技术存在的问题，重点研究了TD-SCDMA系统上行链路抑制邻小区干扰的增强型联合检测算法。首先分析了TD-SCDMA系统的物理层结构，并推导了 TD-SCDMA 系统离散信道数学模型和数据检测结构模型，研究对比了TD-SCDMA系统三种线形联合检测算法，并进行了仿真分析。 通过对单小区多用户检测算法在多小区环境中的局限性研究和对TD-SCDMA系统小区之间的干扰进行分析，确定了本文的具体研究思路即结合空域滤波的联合检测算法和基于时域扩展的联合检测算法。 在结合空域滤波的联合检测算法部分，首先分析了引入智能天线后的空时联合检测算法性能并加以仿真分析。在此基础上研究了基于来波方向信息的增强型信道估计和相应的联合检测算法，仿真结果验证了算法的有效性。为抑制方向性的邻小区干扰，研究了干扰自相关矩阵的特性，并将其引入联合检测算法进行干扰的空域滤波，仿真验证了该算法抑制邻小区干扰的有效性。同时作为该算法实现的前提，对两种干扰空间相关矩阵的测量估计算法进行了研究对比，得出了一种性能较好、稳定性较为可靠的方法。 在基于时域扩展的联合检测算法部分，首先研究了基于时域扩展的多小区联合检测算法，在对一种现有的上行链路检测方案分析的基础上，分别从信道估计和联合检测两个部分对原方案进行了改进，提出了一种改进的时域扩展联合检测方案，仿真结果表明，改进方案不仅提高了多小区环境下信道估计的准确性，而且能更有效的消除小区内部和小区之间的干扰，进一步提高了系统的性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究的背景与意义

1.2多用户检测概述

1.3 TD-SCDMA系统联合检测技术研究现状

1.3.1联合检测技术研究现状

1.3.2联合检测技术存在的问题

1.4课题的主要研究内容及章节安排

2 TD-SCDMA系统与数据检测模型

2.1 TD-SCDMA物理层结构与关键技术

2.1.1 TD-SCDMA技术概况与物理层综述

2.1.2 TD-SCDMA关键技术简介

2.2 TD-SCDMA系统离散信道模型与矩阵表示

2.2.1 TD-SCDMA系统离散信道数学模型

2.2.2 TD-SCDMA系统数学模型的矩阵表示

2.3 TD-SCDMA系统的联合检测算法

2.3.1线性联合检测算法

2.3.2三种线性联合检测算法分析与比较

2.4信道估计

2.5性能仿真与分析

2.6本章小结

3多用户检测的局限性与小区间干扰分析

3.1多用户检测的局限性研究

3.1.1 CDMA系统的容量公式

3.1.2多小区CDMA系统的容量公式

3.1.3单小区多用户检测在多小区环境的局限性

3.2 TD-SCDMA系统上行链路小区间干扰分析

3.2.1相邻小区的干扰

3.2.2非相邻小区的干扰

3.2.3小区间干扰特征分析

3.3本章小结

4结合空域滤波的增强型联合检测算法研究

4.1智能天线方向信道模型

4.2上行链路联合检测和智能天线的结合技术

4.2.1引入智能天线的联合检测算法性能分析

4.2.2性能仿真与分析

4.3采用方向向量信道估计的联合检测算法性能研究

4.3.1基于来波方向的信道估计算法分析

4.3.2基于来波方向信道估计的增强型联合检测算法分析

4.3.3性能仿真与分析

4.4抑制相邻小区干扰的增强型联合检测算法

4.4.1引入临小区干扰空间矩阵的联合检测算法

4.4.2干扰信号的空间相关特性估计算法

4.4.3性能仿真与分析

4.5本章小结

5基于时域扩展的增强型联合检测算法研究

5.1扩展联合检测算法原理与分析

5.2上行链路扩展联合检测方案分析

5.3对上行链路多小区扩展联合检测方案的改进

5.3.1一种新型的多小区信道估计方法

5.3.2对线性扩展联合检测算法的改进

5.3.3改进的上行链路联合检测方案

5.4性能仿真与分析

5.5本章小结

6结论

6.1总结

6.2不足与展望

致谢

参考文献

附录