无线扩频通信系统及其多用户干扰抑制方法的研究与实现

摘要

CDMA技术作为第三代移动通信最重要的技术，它的发展越来越受到人们的关注。CDMA系统是一种成熟而典型的无线通信系统，具有抗干扰、频带利用率高、保密性好、可多址复用等优点。但是，在CDMA系统中，多个用户随机接入以及各个用户扩频码间的互相关性，使得各用户的地址码不能完全正交，由此引起了系统中的多址干扰。多址干扰的存在会严重影响CDMA系统的性能和容量，因此，抑制多址干扰，增加系统容量，改善系统的性能，是十分迫切的需要。于是，本文围绕多址干扰的问题，详细讨论和研究抑制多址干扰的相关技术和方法，并对它们进行了仿真验证和实现。 本文首先从无线扩频通信系统的发展展开，详细介绍了本文所涉及的DS-CDMA无线网络系统的背景和系统结构，分析了系统中多址干扰产生的原因以及其对本系统的影响，并提出了一种用于实现反向链路载波频率同步的变速率内插机制，通过仿真验证了该机制有利于反向链路的载波频率同步。 然后，本文研究了多用户检测技术和设计具有良好相关性能的地址码这两种抑制多址干扰的方法。首先详细介绍了多用户检测技术，从理论上对比分析多用户检测中最佳多用户检测、线性多用户检测和非线性多用户检测的结构、原理和优缺点，然后结合本系统的特点，仿真对比了传统检测器和解相关检测器对系统性能的影响，仿真结果表明解相关检测器在抑制多址干扰方面的性能优于传统检测器。然后介绍了抑制多址干扰的第二种方法-设计具有良好相关性能的地址码。对比分析目前常用的几种扩频序列，结合它们的优缺点，提出使用m序列和Walsh序列的复合序列作为DS-CDMA无线网络系统的地址码。通过仿真分析各扩频序列对系统性能的影响，结果表明本系统采用的地址码在减小多址干扰方面更具有优势。 最后，介绍了该无线通信系统的硬件实现平台和系统测试方案，并给出了系统的测试结果。

目录

文摘

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论文说明：缩略词表、图表目录

声明

第一章绪论

1.1无线扩频通信的发展

1.2无线扩频通信系统的特点

1.3无线扩频通信系统中的多址干扰

1.4抑制多址干扰的相关技术

1.5论文工作及内容安排

第二章DS-CDMA多用户系统

2.1 CDMA通信系统

2.2直接序列扩频通信(DS-CDMA)

2.3 DS-CDMA无线网络系统

2.3.1前向链路

2.3.2反向链路

2.3.3反向链路中的载波同步机制

2.4 DS.CDMA系统中的多址干扰

2.4.1多址干扰在系统中的产生

2.4.2多址干扰对系统的影响

2.5本章小结

第三章多用户检测技术

3.1传统检测系统

3.2多用户检测系统

3.2.1最优多用户检测

3.2.2线性多用户检测

3.2.3非线性多用户检测

3.3多用户检测在系统中的性能分析与比较

3.3.1传统检测器在系统中的性能

3.3.2解相关检测器在系统中的性能

3.4本章小结

第四章地址码的设计

4.1扩频通信中的地址码

4.1.1 m序列

4.1.2 Gold序列

4.1.3 Walsh序列

4.2序列的性能分析比较

4.2.1 m序列与Gold序列自相关特性

4.2.2 m序列与Gold序列互相关特性

4.2.3 Walsh序列相关特性

4.3地址码的设计

4.4地址码的相关性能分析

4.5地址码对系统性能影响比较

4.5.1对接收端性能影响

4.6本章小结

第五章系统实现与测试

5.1系统硬件实现

5.2系统设计主要参数

5.3 CDMA中频系统的测试

5.3.1系统的测试方式

5.3.2测试结果

5.4本章小结

第六章结束语

6.1本文总结

6.2展望

致谢

参考文献

个人简历

攻读硕士学位期间的研究成果