移动通信非合作接收中的空时多天线处理

论文摘要

本论文针对移动通信中非合作接收所遇到的技术难题进行研究。为了削弱非合作接收中的远近效应、无功率控制、阴影衰落等影响，提出在非合作接收中采用分布式天线进行上行信号接收的方案。研究了采用分布式天线进行非合作接收的一些关键技术。 首先，论文从分布式天线系统的结构入手，提出了层叠分布式天线系统（Cascade Distributed Antenna System——C-DAS）。提出的C-DAS系统包括N个接收站，每个接收站对应一个固定／移动接收站，每接收站包括L个天线单元。在每个接收站内，首先进行微分集。通过在接收站内进行微分集，可以抑制快衰落。微分集之后的N个合并结果通过N条链路传送到中央处理器进行宏分集。宏分集方式为混合选择／最大比合并（H—SC／MRC）。对C-DAS系统的MIMO信道容量分析表明，C-DAS系统具有较好的信道容量均匀覆盖特性。与传统集中式天线系统相比，C-DAS系统可以获得更好的小区平均信道容量，可以有效抑制“无功率控制”的影响。 其次，论文针对提出的C-DAS系统，进一步分析了高斯误差和Doppler频移对天线站内多天线间最大比合并性能的影响。假设信道增益的估计是通过相关WCDMA公共导频信道的N个符号来获得，并由此首先推导了输出SNR概率密度函数的闭解表达式。利用推导的概率密度函数，论文进一步给出了BPSK调制时平均误码率和中断概率性能闭解表达式。利用平均BER表达式论文还分析了在高斯误差和Doppler频移影响下，信道估计积分长度对平均BER的影响，给出了最优积分长度的计算公式，证明了最优积分长度N只与最大Doppler频移fd和符号周期有关，与阵列参数以及单个天线处的信噪比无关。 然后，论文研究了Nakagami／lognormal复合衰落信道条件下，多用户环境中C-DAS系统的平均误符号率和中断概率性能。首先推导了采用混合SC／MRC分集接收机的C-DAS系统平均误符号率和中断概率性能公式。明晰了多径密度函数（Multipath Intensity Profile-MIP）衰减因子、空时分集维数、

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 简略字表
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究背景
• 1.2 空时RAKE接收机
• 1.2.1 分布式天线系统
• 1.2.1.1 窄带DAS系统
• 1.2.1.2 宽带DAS系统
• 1.2.1.3 DAS研究综述及当前研究的不足
• 1.3 论文的研究内容及结构安排
• 1.4 论文的主要研究成果
• 第二章 层叠分布式天线系统
• 2.1.传统DAS结构
• 2.1.1.总线型分布式天线系统（B-DAS）
• 2.1.2.星型分布式天线系统（S-DAS）
• 2.2.层叠分布式天线系统（C-DAS）
• 2.2.1.层叠分布式天线系统的信道模型
• 2.2.1.1.快衰落模型
• 2.2.1.2.慢衰落模型
• 2.2.1.3.混合衰落模型
• 2.3.非功率平衡接收环境下C-DAS系统性能仿真分析
• 2.3.1.“功率非平衡接收”影响的系统仿真
• 2.3.2.仿真结果分析
• 2.4.层叠分布式天线系统MIMO信道容量分析
• 2.4.1.MIMO信道模型
• 2.4.2.层叠分布式天线系统MIMO信道容量
• 2.4.2.1.上行信道容量
• 2.4.2.2.下行信道容量
• 2.5.本章小结
• 第三章 考虑高斯误差和DOPPLER频移的空域最大比合并性能
• 3.1.非理想信道估计
• 3.2.信号模型
• 3.3.RAYLEIGH信道下MRC合并输出SNR概率密度函数
• 3.3.1.归一化SNR条件概率密度函数的推导
• 3.3.2.实际输出SNR概率密度函数
• 3.4.应用分析
• 3.4.1.中断概率性能分析
• 3.4.2.BPSK调制时平均BER性能分析
• 3.4.3.最优相关长度分析
• 3.5.本章小结
• 第四章 层叠分布式天线系统在多用户环境下性能分析
• 4.1.系统和接收机模型
• 4.2.C-DAS系统性能分析
• 4.2.1.接收站内的微-MRC分集
• 4.2.2.接收站之间的混合SC／MRC分集
• 4.2.3.C-DAS系统中断概率性能
• 4.2.4.平均误符号率分析
• 4.3.C-DAS系统数值计算分析
• 4.3.1.中断概率性能仿真分析
• 4.3.2.平均误符号率性能仿真分析
• 4.4.本章小结
• 第五章 基于TLS-SVD分解的DS-CDMA码片内多径分离技术
• 5.1.引言
• 5.2.传播延迟函数估计
• 5.3.PISARENKO谐波恢复
• 1,…,b_P-1,b_P的求解'>5.4.多项式因子b₁,…,b_P-1,b_P的求解
• 5.5.计算机仿真
• 5.6.本章小结
• 第六章 结论和展望
• 6.1.论文研究工作总结
• 6.2.未来工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A：QPSK调制方式的条件误符号率公式简化
• 附录B：推导归一化SNR的条件概率密度函数（3-12）
• 3（3-22）的闭解表达式'>附录C：推导Q₃（3-22）的闭解表达式
• 2/2N的单调递减函数'>附录D：证明平均BER是关于Q=Σ²/2N的单调递减函数
• 附录E：将式（3-26）展开成关于N的多项式
• 作者在攻读博士学位期间的研究成果及参与项目
• 已发表和录用的论文
• 已投出的论文
• 参加的科研项目