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无线通信中多载波码分多址技术研究

2020-11-23阅读(1012)

无线通信中多载波码分多址技术研究

论文摘要

新一代无线通信系统应该能够支持更高的峰值信息传输速率，具有更灵活地支持可变速率、支持更丰富的业务和适应更恶劣的环境的能力。以正交频分复用技术为代表的多载波技术结合第三代移动通信中占主导地位的码分多址技术正成为这一领域中具有竞争力的备选方案。多载波正交频分复用技术是调制技术，该技术和不同的多址接入技术结合，能够为多个用户同时提供接入服务。多址技术将基站的全部可用资源（包括频率、时间、码字、空间等）划分为单独的部分，供用户使用，在多用户通信系统中具有重要的作用。多载波CDMA系统将OFDM技术和CDMA技术相结合，继承了两种技术的诸多优点，由于多载波技术对于频率选择性衰落导致的多径干扰和符号间串绕具有很强的抵抗力，从而避免了码分多址系统容量受限于多址干扰和频率选择性衰落引入的干扰的问题。因此，多载波码分多址技术既对多径效应引起的符号间串扰有很强的抵抗力，也具有码分多址系统高用户容量的优点。本文从分析无线通信中多载波码分多址技术的理论、现有算法及相关技术入手，重点研究了功率控制算法、同步技术和系统结构，研究的主要内容和创新点如下：1、提出了一种反向预测功率控制算法。多载波DS-CDMA系统中，数据是通过不同的子载波发射的，每个子载波的频率不同，信道条件不同，信号的衰落也就不同，因此需要对每个子载波的发射功率进行控制。提出的这个预测功率控制算法，能够预测出每个子载波信道下信号经历的衰落并进行补偿，以此来减小基站接收功率的变化，改善系统的BER性能，进而提高系统的容量。仿真表明该算法能预测出信号经历的衰落并进行补偿，因此减小了基站接收SNR的变化，即减小基站接收功率的变化，在BER性能相同时，采用本算法的系统能容纳更多的用户。2、提出了一种快速变步长码捕获算法。在该算法的实现结构中，设计了新的捕获结构VCC环路，该环路用于更新辅助序列信号的相位使之与接收到的PN序列相位对准。另外，进行了基于马尔可夫链的新捕获结构的平均捕获时间的分析；新算法在较恶劣信噪比条件下仍能保持较好的性能，而且大大缩短了同步过程所需要的时间。3、提出了一种改进的多载波码分多址时频联合分集系统，改进后的多载波系统通过对用户的PN码进行正交化处理，使接收端通过时频联合分集，获得时域分集和频偏分集的双重效果。这种多载波系统可与灵活选择串并转换支路数和相同比特支路数，使系统性能达到最佳。仿真结果表明，使用时频联合分集技术，MC-DS-CDMA系统的BER性能得到了显著的提高。综上所述，论文对于多载波码分多址无线通信系统中的功率控制、同步技术和系统结构进行了深入的研究，并提出了新的算法，仿真实验证实本文所提出的算法能够获得好的效果。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题的背景
  • 1.2 移动通信发展简介
  • 1.3 多载波码分多址通信技术国外研究现状
  • 1.3.1 多载波CDMA功率控制研究现状
  • 1.3.2 多载波CDMA同步研究现状
  • 1.3.3 多载波CDMA系统研究现状
  • 1.4 多载波码分多址通信技术国内研究现状
  • 1.5 课题的目的与研究内容
  • 1.5.1 课题的目的与意义
  • 1.5.2 论文的主要研究内容
  • 第2章 多载波码分多址通信系统
  • 2.1 引言
  • 2.2 正交频分复用技术
  • 2.2.1 基本原理
  • 2.2.2 系统模型
  • 2.2.3 技术特点
  • 2.3 多载波码分多址通信系统
  • 2.3.1 MC-CDMA通信系统模型
  • 2.3.2 MC-DS-CDMA通信系统模型
  • 2.3.3 MT-CDMA通信系统模型
  • 2.3.4 三种方案的比较
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 MC-DS-CDMA中反向预测功率控制
  • 3.1 引言
  • 3.2 CDMA中功率控制方面主要的算法
  • 3.2.1 OPCS（Optimum Transmitter Power Control Scheme）
  • 3.2.2 SORA（Stepwise Optimal Removal Algorithm）
  • 3.2.3 基于自适应SIR门限值的最佳功率控制
  • 3.2.4 基于博弈论的功率控制算法
  • 3.3 所提出的预测功率控制算法
  • 3.3.1 CDMA系统中的反向预测功率控制算法
  • 3.3.2 MC-DS-CDMA系统中的反向预测功率控制
  • 3.4 实验仿真与结果分析
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 MC-DS-CDMA中快速变步长码捕获算法
  • 4.1 引言
  • 4.1.1 多载波同步
  • 4.1.2 辅助序列信号
  • 4.2 传统码捕获算法及其改进
  • 4.2.1 传统码捕获算法
  • 4.2.2 传统码捕获算法的改进
  • 4.3 快速变步长码捕获算法
  • 4.3.1 快速变步长码捕获新算法
  • 4.3.2 新捕获算法捕获时间估计
  • 4.3.3 新捕获算法可靠性性能分析
  • 4.3.4 噪声影响下的跟踪模块的检测概率与虚警概率
  • 4.4 实验仿真与结果分析
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 MC-DS-CDMA中时频联合分集技术
  • 5.1 引言
  • 5.1.1 数学模型
  • 5.1.2 频率分集技术
  • 5.2 RAKE接收机
  • 5.3 频域扩频的多载波技术
  • 5.4 所提出的改进MC-DS-CDMA系统结构
  • 5.4.1 发射模型
  • 5.4.2 信道模型
  • 5.4.3 接收机
  • 5.5 实验仿真与结果分析
  • 5.6 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
  • 致谢
  • 个人简历

    • 相关论文文献

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