随机不确定移动通信系统功率控制算法研究

论文摘要

在移动通信系统中,传输功率控制是抑制共道干扰、克服“远近效应”、降低功率消耗、增加系统容量的重要手段,现已成为第三代（3G）移动通信系统的关键技术之一。功率控制方法主要有信干比（Signal-Interference Ratio）平衡法（SIR方法）和服务质量（Quality of Service）跟踪法（QoS方法）,许多学者利用上述两种方法对移动通信系统功率控制问题进行了大量的研究,并提出了一些功率控制算法。在提出的功率控制算法中,多数算法均假设链路增益、信干比、干扰功率是确定的。但是对于实际移动通信系统,获得上述这些量的精确值几乎是不可能的。因此,在确定条件下得出的一些功率控制算法无法应用于实际。本文充分考虑了移动通信系统的随机和时变特性,结合随机逼近理论和矩阵分析理论,对移动通信系统的功率控制问题进行深入系统的研究。主要工作如下: 研究了移动通信系统随机功率控制问题。其中包括在假设用户匹配滤波器输出已知、链路增益具有随机估计误差、信干比具有乘性噪声情形下的随机功率控制算法。并利用随机逼近理论证明了上述三种情形下提出的算法的收敛性。 对于实际移动通信系统,干扰功率是随机的,其精确值几乎无法获得,在假设干扰功率具有随机估计误差的情形下,提出一个基于干扰估计的随机功率控制算法。通过随机逼近理论把功率控制问题转化为寻求一个特定函数的零点问题,并证明了提出算法的收敛性。 对于一个大而有限的CDMA蜂窝系统,提出了一个分散定步长的控制算法,此算法是一个反馈调节算法。在假设系统链路增益时变、有界的情况下,证明了每一用户的传输功率均收敛,每一用户的信干比收敛于由步长和信干比目标值所决定的目标域之内。 大多数功率控制算法均需几个比特来发送功率控制命令。本文考虑链路增益时变情况下的功率控制问题,给出了一个二进制反馈功率控制算法,并证明了算法的收敛性。此算法仅需一个比特来发送功率控制命令,可以应用于实际的移动通信系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 移动通信系统发展综述
• 1.2 第三代移动通信系统及其关键技术
• 1.2.1 RAKE接收技术
• 1.2.2 智能天线技术
• 1.2.3 多用户检测技术
• 1.2.4 高效编译码技术
• 1.2.5 功率控制技术
• 1.3 CDMA系统功率控制基本方法
• 1.3.1 反向功率控制
• 1.3.2 前向功率控制
• 1.4 主要功率控制算法
• 1.4.1 集中算法
• 1.4.2 分散算法
• 1.5 本文主要工作
• 2 随机功率控制算法
• 2.1 基于匹配滤波器输出的随机功率控制算法
• 2.1.1 预备知识
• 2.1.2 系统模型
• 2.1.3 功率控制算法
• 2.1.4 算法的收敛性证明
• 2.2 链路增益具有随机估计误差的功率控制算法
• 2.2.1 系统模型
• 2.2.2 功率控制算法
• 2.2.3 算法的收敛性证明
• 2.3 基于信干比估计的功率控制算法
• 2.3.1 系统模型
• 2.3.2 功率控制算法
• 2.3.3 算法的收敛性证明
• 2.3.4 系统仿真
• 2.4 本章小结
• 3 基于干扰估计功率控制算法
• 3.1 系统模型
• 3.2 功率控制算法
• 3.3 算法的基本性质
• 3.4 算法的随机收敛性
• 3.5 干扰估计方法
• 3.6 系统仿真
• 3.7 本章小结
• 4 分散定步长的功率控制算法
• 4.1 系统模型
• 4.2 定步长功率控制算法
• 4.3 算法的收敛性证明
• 4.4 仿真实例
• 4.5 本章小结
• 5 蜂窝系统的二进制反馈功率控制算法
• 5.1 系统模型
• 5.2 功率控制算法
• 5.3 主要结果及算法收敛性证明
• 5.3.1 信干比收敛性
• 5.3.2 功率收敛性
• 5.4 系统仿真
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读博士期间发表学术论文情况
• 创新点摘要
• 致谢
• 大连理工大学学位论文版权使用授权书