多径—多普勒分集与时间—频率RAKE接收机的研究

摘要

无线通信应用在高速移动环境是一个新的发展趋势,因而,克服高速移动带来的多普勒效应是无线通信系统一个必须解决的问题.该文首先研究无线信道的物理特性和数学模型,分析信道的时变性对传输信号频谱的影响,讨论了信道的特征函数和重要参数的意义.然后分析分集技术对抗信道衰落的机理.通过研究频率选择性信道的抽头延迟线模型,得出多径RAKE接收机的基本原理和实现方式.传统的RAKE接收机在快衰落信道中性能很差,为此,将克服多普勒效应的多普勒分集技术应用到CDMA RAKE接收系统.多径-多普勒分集是克服无线信道的频率选择性衰落和时间选择性衰落的有效方式.该文在分析多径-多普勒分集原理的基础上,给出时间-频率二维RAKE接收机的基本结构,并对其信噪比-误码率性能进行Matlab仿真.由于实际环境中的多普勒扩展值相对较小,会使多普勒分集技术不能很好的发挥作用.因此,该文的另一个主要内容是对发射信号和接收机进行改进.改进的方法是将发射信号在时间上进行扩展,从而使信道的时间选择性更强,这样就能充分发挥多普勒分集的作用.为了克服发射信号在时间上的扩展带来的符号间干扰,着重研究了两种抗符号间干扰的检测技术,提出一种切实可行的解相关检测器结构,最后对应用解相关检测技术的接收机进行了性能仿真,并指出在误码率性能要求不是很严格的条件下,可以用一种更为简单的

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1论文背景及选题意义

1.2论文主要内容

第二章移动无线信道

2.1无线环境描述

2.1.1多径传播和多径衰落

2.1.2多普勒频移

2.2线性时变信道模型

2.2.1信道冲激响应函数

2.2.2时变传输函数

2.2.3多普勒扩展函数

2.2.4延迟—多普勒扩展函数

2.2.5信道函数之间的关系

2.3移动多径信道的参数

2.3.1时延扩展和相干带宽

2.3.2多普勒扩展和相干时间

2.4衰落信道的动态特性

2.5其它说明

第三章RAKE接收技术在无线衰落信道中的应用

3.1分集抗衰落技术

3.2抽头延迟线信道模型

3.3 RAKE接收机基本原理

3.4 RAKE接收机的实现

3.5 RAKE接收机仿真结果

第四章时间—频率RAKE接收机

4.1基本知识

4.1.1时—频表示法

4.1.2信号和信道模型

4.2多径—多普勒联合分集

4.2.1信道分解

4.2.2时移—频移后的扩频波形的正交性

4.2.3性能分析

4.3时间—频率RAKE接收机结构

4.4性能分析

4.4.1性能增益分析

4.4.2仿真结果

4.5多普勒分集与信道估计的影响

第五章时间选择性信号的设计与接收

5.1时间选择性信号

5.1.1发射信号模型

5.1.2接收信号

5.2信道具有码间干扰时的最优接收技术

5.3次最优线性检测器

5.3.1接收信号的矩阵表示

5.3.2接收信号的处理

5.3.3性能分析

5.4仿真结果

5.4.1扩频码相关性的仿真

5.4.2接收结果的比较

第六章工作总结和展望

6.1论文工作总结

6.2下一步研究方向

参考文献

硕士研究生阶段发表论文

致谢