第三代移动通信系统联合功率控制技术的研究

摘要

第三代移动通信系统(3G:The Third Generation Mobile Communication System)要求能够提供高比特速率业务,以便传输和接收高质量的图像、视频等多媒体信息。从理论上讲,频分多址(FDMA:Frequency Division Multiple Access),时分多址(TDMA:Time Division Multiple Access)和码分多址(CDMA:Code Division Multiple Access)都可以作为第三代移动通信系统的多址技术。由于码分多址接入方式有频谱利用率高、抗多径、抗干扰、软容量、低功率、软切换、宏分集、频率规划简单、用户接入方便等其它多址技术不可比拟的优点,因而以W-CDMA, CDMA2000和TD-SCDMA为主流的第三代移动通信系统都确定CDMA技术为其多址方案。
　　但是,由于CDMA系统中使用的扩频码并非严格正交,非零互相关系数所引起的各用户间的多址干扰(MAI),直接影响系统容量和系统性能。功率控制技术和多用户检测技术在CDMA移动通信系统中可以有效地克服远近效应和多址干扰,从而提高系统容量。
　　多用户检测技术和功率控制技术之间有其内在的联系。二者是互相影响和互相作用的。因为所有的多用户检测器(MUD)实际上都是受远近问题限制的,即使采用MUD也需要功率控制。不完善的功率控制也会降低多用户检测器的性能。由于多用户检测技术具有非常优越的抗干扰性能,可以显著地降低CDMA系统的远近效应,因而,它可以减缓对功率控制的要求,更有效地利用链路频谱资源,提高系统容量。然而,实时性和最佳性能都具备的多用户检测器是难以实际实现的。因而,可以考虑如何联合使用两种技术,提高整个系统的性能。将功率控制和多用户检测结合使用的研究己经进行,但是进展不大。随着我国3G的建设和发展,继续研究在CDMA系统中结合使用这两种技术来最大限度地提高系统容量具有很大的实际意义。
　　对于多用户检测,本文给出了一种基于天线阵列的盲自适应多用户检测算法;对于联合功率控制与多用户检测的研究,本文首先在介绍联合功率控制与MMSE多用户检测算法的基础上,推导出一种改进的自适应MMSE功率控制算法,即用自适应算法迭代更新接收机滤波器系数,同时采用一种新的方法来估计功率控制中所需要的参数;然后在博弈论的基础上给出了一种新的基于代价函数的联合功率控制算法,测试表明,采用本文提出的功率控制算法,在系统内用户总发射功率一定的情况下,可使用户获得更高的信干比,同时,系统容量也可以进一步提高。

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第一章 绪论

§1.1 引言

§1.2 第三代移动通信中的关键技术

§1.3 本文的意义和结构

第二章 第三代移动通信中的功率控制技术

§2.1 CDMA系统是自干扰系统

§2.2 功率控制分类

§2.3 功率平衡准则

§2.4 功率控制对系统性能的影响

§2.5 影响功率控制的因素

§2.6 本章小结

第三章 第三代移动通信中的多用户检测技术

§3.1 多用户检测技术概述

§3.2 多用户检测器性能指标

§3.3 多用户检测技术分类

§3.4 基于天线阵列的盲多用户检测器

§3.5 本章小结

第四章 第三代移动通信中的联合功率控制与多用户检测技术

§4.1 引言

§4.2 联合功率控制的方法

§4.3 基于MMSE多用户检测的分布式功率控制算法

§4.4 一种改进的联合功率控制算法

§4.5 基于代价函数的联合功率控制算法

§4.6 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间的主要研究成果