未来移动通信系统多用户检测技术的研究

论文摘要

随着社会的不断发展，移动通信技术也有了长足的进步。自从3G登陆中国大陆之后更掀起了国内通信业发展的浪潮。目前国际电联接受的3G标准主要有以下三种：WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA，这三种技术都是以CDMA为技术基础。未来移动通信系统将会是一个建立在第三代移动通信系统基础上的更加先进的通信系统。CDMA是干扰受限系统，它的容量和性能受到多址干扰的限制。多用户检测可以大幅度地降低多址干扰，从整体上提高用户的误码性能。由此可见，多用户检测技术是未来移动通信系统的关键技术之一。现有移动通信系统的多用户检测技术是以连续话音业务为主要检测对象的，该系统只实现了数据业务的分组传输；而未来移动通信系统将实现全分组传输，以应对信息的离散化、碎片化和高随机性等特点。用户p域业务将保持在线状态，所以基站可以随时跟踪用户的方位。本文主要研究全分组信号的多用户检测。考虑到话音通信对时延要求比较严格，并且要求系统的误码率保持在10-3之内的特点，提出利用并行干扰删除进行多用户检测，即系统通过利用初次解调的信号还原其它用户对希望用户的干扰，并从接收信号中将干扰信号删除以提高希望用户信号的准确率。依据p域在线的特点提出利用智能天线跟踪全分组信号的空间方位，并调整智能天线的主波束方向以实现希望用户的最大增益。本研究通过数值仿真计算的手法进行了验证，仿真实验无线信道环境与最小技术要求符合ITU-2135技术规范。仿真系统中加入了电磁波信号在无线信道传输过程中遭遇的多径衰落和噪声因素，接收端利用信道估计信息对因多径衰落造成的影响进行补偿。本研究通过仿真实验实现了全分组信号的多用户检测。仿真实验结果表明本多用户检测方法达到了通信系统的误码要求。本研究建立了针对全分组数据传输多用户检测系统的理论模型并且进行了大量的理论推导，实验证明它是一个可行的技术方案，对未来移动通信系统的发展具有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 移动通信的概念
• 1.2 移动通信的发展概况
• 1.2.1 移动通信的发展简史
• 1.2.2 我国移动通信的发展
• 1.2.3 移动通信的发展趋势
• 1.3 多用户技术的发展历程
• 1.4 未来移动通信系统的发展方向
• 1.5 未来多用户检测技术的发展方向
• 第二章 多用户理论
• 2.1 多址技术
• 2.1.1 FDMA 接入方式的工作原理
• 2.1.2 FDMA 方式的特点
• 2.1.3 TDMA 方式的工作原理
• 2.1.4 TDMA 方式的主要特点
• 2.1.5 CDMA 接入方式的工作原理
• 2.1.6 CDMA 接入方式的主要特点
• 2.2 多用户检测技术
• 2.2.1 最佳多用户检测
• 2.2.2 线性多用户检测
• 2.2.3 非线性多用户检测
• 2.2.4 联合检测
• 2.3 智能天线技术
• 2.3.1 智能天线的原理
• 2.3.2 智能天线的应用
• 2.4 HSDPA
• 2.4.1 HSDPA 的概念
• 2.4.2 HSDPA 话务模型
• 2.4.3 HSDPA 的关键技术
• 2.5 HSUPA
• 2.5.1 HSUPA 的物理信道
• 2.5.2 HSUPA 的关键技术
• 2.6 未来移动通信系统的发展
• 2.6.1 下一代移动通信系统
• 2.6.2 未来通信系统的多用户检测
• 第三章 分组话音通信系统
• 3.1 基于 WCDMA 的分组话音通信
• 3.1.1 系统性能的提高
• 3.1.2 系统频带利用率的提高
• 3.2 基于 TD-SCDMA 的分组话音通信
• 3.3 实验系统构成
• 3.3.1 发射信号的生成
• 3.3.2 无线信道对信号的影响
• 3.3.3 多用户信号的检测
• 3.4 多用户检测技术的采用
• 3.4.1 并行干扰删除（PIC）
• 3.4.2 串行干扰删除（SIC）
• 3.4.3 干扰删除技术的采用
• 3.5 发射机模型的建立
• 3.6 接收机模型的建立
• 3.6.1 无线信号的低通滤波检测
• 3.6.2 无线信道衰落、衰减补偿检测
• 3.6.3 多用户干扰检测
• 第四章 实验系统构建
• 4.1 衰落环境仿真
• 4.1.1 多径衰落仿真原理
• 4.1.2 多径衰落的仿真
• 4.2 背景噪声仿真
• 4.3 分组话音信号的最大增益
• 4.4 系统仿真
• 第五章 结论
• 5.1 论文总结
• 5.2 下一步工作展望
• 参考文献
• 作者在硕士期间所做的工作
• 致谢