WCDMA上行RAKE接收机的设计实现及性能仿真

论文摘要

WCDMA是第三代移动通信技术的主流技术,在全世界范围内得到了广泛而深入的研究。在移动通信系统中,由于地理环境的复杂和多样,存在着用户移动的随机性和多径传播现象等因素,使得无线信道变得十分复杂。WCDMA采用RAKE分集接收技术,通过把频率选择性信道分解为几条具有独立衰落特性的非选择性传输信道并将多径信号合并能够显著改善接收信号的质量。RAKE接收机是WCDMA系统中的核心部分,其接收算法的设计对整个系统的性能具有关键作用。本文给出了一种性能良好且易于实现的接收机设计方案,分为多径搜索和跟踪,信道估计及多径信号合并三个部分。在多径搜索部分采用了一种动态控制门限的方法,能够保证在信噪比很大动态范围内均具有良好的分辨多径的性能,信道估计采用了WMSA算法,利用信道变化的相关性提高了估计的精度,在合并部分采用了MRC方式。论文首先介绍了无线信道的模型及RAKE接收机原理,然后在第三章给出了RAKE接收机模型,并详细地研究了接收机里各模块算法的设计,在第四部分进行了仿真,并进行了性能及误码率分析,通过仿真结果可以看出本设计方案在低复杂度的基础上具有良好的性能。第五部分根据平台选用的硬件环境介绍DSP芯片的结构特点以及在芯片上设计程序需要注意的一些实际问题；然后根据作者在调试和优化过程中的切身体验,总结出一些基于DSP芯片的优化方法,之后介绍了RAKE接收机定点平台的设计,最后就本论文设计的RAKE接收机各主要模块给出了复杂度分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 WCDMA的背景及演进
• 1.1.1 3G标准化现状
• 1.1.2 第三代系统的要求
• 1.1.3 WCDMA及其演进
• 1.2 WCDMA系统技术特点
• 1.2.1 WCDMA的特点
• 1.2.2 WCDMA核心网方案
• 1.2.3 WCDMA系统关键技术
• 1.3 本文内容及章节安排
• 第二章 多径衰落信道信号的错误概率和分集接收
• 2.1 移动无线信道
• 2.1.1 移动无线信道的特点
• 2.1.2 多径衰落信道
• 2.2 多径衰落信道信号的分集接收
• 2.2.1 分集接收方法
• 2.2.2 二进制信号分集接收系统模型
• 2.2.3 BPSK分集接收信号性能
• 2.3 扩频码在衰落信道中的传输与接收
• 2.3.1 信道的抽头延时线模型
• 2.3.2 频率选择性衰落信道信号的RAKE分集接收
• 2.3.3 RAKE分集接收性能
• 第三章 WCDMA上行链路RAKE接收机设计
• 3.1 WCDMA上行链路介绍
• 3.1.1 概述
• 3.1.2 WCDMA上行链路物理信道结构
• 3.1.3 WCDMA上行链路发送端实现
• 3.1.4 WCDMA上行链路专用信道系统发送接收模型
• 3.2 WCDMA上行链路RAKE接收机总体设计
• 3.2.1 多径搜索模块设计
• 3.2.2 信道估计模块设计
• 3.2.3 最大比合并模块设计
• 第四章 MATLAB仿真结果分析
• 4.1 概述
• 4.1.1 发射端模块
• 4.1.2 无线信道模块
• 4.1.3 接收端模块
• 4.1.4 性能分析模块
• 4.2 仿真结果及性能分析
• 4.2.1 系统设置
• 4.2.2 仿真中用的瑞利信道模型介绍
• 4.2.3 业务配置
• 4.2.4 仿真结果图
• 4.2.5 仿真结果性能分析
• 4.2.6 误码率分析
• 第五章 定点仿真平台设计
• 5.1 芯片介绍
• 5.1.1 TMS320系列基本结构
• 5.1.2 C6000系列芯片的特点
• 5.2 DSP芯片开发需要事项
• 5.3 定点平台介绍
• 5.3.1 多径搜索实现
• 5.3.2 信道估计模块实现
• 5.3.3 解扰解扩模块实现
• 5.3.4 最大比合并模块实现
• 5.4 WCDMA系统上行链路RAKE接收机复杂度评估
• 5.4.1 WCDMA系统上行链路RAKE接收机各模块复杂度详细推导
• 5.4.2 WCDMA系统上行链路RAKE接收机的复杂度评估表
• 5.5 定点平台性能
• 5.5.1 AWGN信道
• 5.5.2 CASE1信道
• 5.5.3 CASE3信道
• 5.5.4 仿真结果性能分析
• 第六章 全文总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录