TD-SCDMA系统中的联合检测

论文摘要

TD-SCDMA作为第三代移动通信系统的三大主流标准之一,联合检测是其中的关键技术。联合检测技术是减弱或消除多址干扰、码间干扰和远近效应的有效手段,能够简化功率控制,降低功率控制精度,弥补正交扩频码互相关性不理想所带来的消极影响,从而改善系统性能、提高系统容量、增大小区覆盖范围。本文研究了TD-SCDMA系统中基于平行因子技术的盲联合检测。全文的主要工作如下:简单介绍了TD-SCDMA系统以及其关键技术,重点阐述了其中的智能天线和联合检测技术,并且讨论了无线通信信道的基本模型、阵列模型和空时信道模型,给出了多径条件下CDMA空时信号的一般表达形式。讨论了传统的空时多用户检测算法,主要包括空时最小均方误差算法（空时MMSE）和空时干扰抵消算法,通过仿真分析了各传统算法的误码率性能。介绍了平行因子技术的数学基础。将平心因子技术应用到联合检测中,研究了单径同步信道情况下TD-SCDMA系统中的联合检测。对接收到的信号分析表明,接收信号具有三线性模型特征。据此,提出了三线性交替最小二乘算法（TALS）进行联合检测。仿真结果表明:TALS算法的性能与空时MMSE算法性能相近,且快拍次数越多性能越好。随着用户数的增加性能逐渐下降,且该算法对阵列扰动具有鲁棒性。文中同时研究了平行因子的两种快速算法:COMFAC算法和TALS-LS算法。这两种算法的性能和TALS算法相近,但收敛速度明显比TALS算法快。在单径信道的研究基础上,研究了多径信道情况下TD-SCDMA系统中基于平行因子技术的联合检测。文中提出了使用零填充保护间隔和循环前缀的方法消除符号间干扰,并提出了PARALIND算法进行联合检测。文中同时还提出了多径信道情况下一种可以提高频带利用率的新的联合检测方法,该方法运用了PARALIND2算法进行联合检测。仿真结果表明:PARALIND和PARALIND2算法的性能非常接近空时MMSE算法,且快拍次数越多性能越好。随着用户数的增加性能逐渐下降,且该算法对阵列扰动具有鲁棒性。PARALIND算法不需要知道信道参数,是一种盲的联合检测方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 TD-SCDMA 系统
• 1.2 智能天线技术
• 1.2.1 智能天线的基本概念及组成
• 1.2.2 智能天线技术对移动通信系统性能的改善
• 1.2.3 智能天线的发展前景
• 1.3 联合检测
• 1.3.1 联合检测的发展
• 1.3.2 联合检测算法的研究现状
• 1.4 论文中的工作和内容安排
• 第二章 空时信道模型
• 2.1 引言
• 2.2 无线信道概述
• 2.3 多径衰落
• 2.4 阵列响应矢量
• 2.4.1 均匀线阵
• 2.4.2 均匀圆阵
• 2.5 空时信道模型
• 2.6 本章小结
• 第三章 传统的空时多用户检测
• 3.1 空时最小均方误差算法
• 3.2 空时干扰抵消
• 3.2.1 空时串行干扰消除器
• 3.2.2 空时并行干扰消除器
• 3.3 仿真与分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 平行因子技术的数学基础
• 4.1 引言
• 4.2 平行因子的数学理论
• 4.2.1 符号和预备知识
• 4.2.2 k-秩
• 4.2.3 可辨识性
• 4.3 本章小结
• 第五章 单径情况下基于平行因子的联合检测
• 5.1 单径情况下接收信号的三线性模型
• 5.2 三线性交替最小二乘算法（TALS）
• 5.2.1 TALS 算法
• 5.2.2 可辨识性
• 5.2.3 单径情况下TD-SCDMA 系统中的PARAFAC 联合检测
• 5.2.4 仿真与分析
• 5.3 平行因子的快速算法
• 5.3.1 COMFAC 算法
• 5.3.2 TALS-LS 算法
• 5.3.3 仿真与分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 多径情况下基于平行因子的联合检测
• 6.1 多径情况下使用零填充保护间隔的联合检测方法
• 6.1.1 多径情况下接收信号的三线性模型
• 6.1.2 PALALIND 算法
• 6.1.3 PARALIND 模型的唯一性
• 6.1.4 多径情况下TD-SCDMA 系统中使用零填充保护间隔的 PARAFAC 联合检测
• 6.1.5 仿真与分析
• 6.2 多径情况下使用循环前缀的联合检测方法
• 6.2.1 循环前缀
• 6.2.2 仿真与分析
• 6.3 多径情况下一种新的联合检测方法
• 6.3.1 多径情况下接收信号的三线性模型
• 6.3.2 PARALIND2 算法
• 6.3.3 多径情况下TD-SCDMA 系统中一种新的PARAFAC 联合检测
• 6.3.4 仿真与分析
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论
• 7.1 本文的工作总结
• 7.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间已经发表的论文