RAKE分集接收技术在WCDMA系统高速移动环境下的应用

西北工业大学硕士学位论文RAKE分集接收技术在WCDMA系统高速移动环境下的应用姓名：秦勇申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：张会生20060301RAKE分集接收技术在WCDMA系统高速移动环境下的应用作者：秦勇学位授予单位：西北工业大学参考文献(16条)1.彭林.朱小敏.朱凌霄WCDMA无线通信技术及演化20042.HeikkiKaaranen.AriAhtiainen.LauriLaitinen.SiamakNaghianValtteriNiemi彭木根余艳3G技术和UMTS网络20043.赵杭生WCDMA系统中的RAKE接收机研究与实现4.PolydorosA.WeberCLAUnifiedApproachtoSerialSearchSpread-SpectrumCodeAcquisition-PartⅡ:AMatched-FilterReceiver1984(05)5.朱近康面向新一代移动通信的智能移动通信技术[期刊论文]-电子学报1999(Z1)6.吴伟陵第三代移动通信系统的的关键技术20037.Rarpport无线通信原理20028.谭楚梁通信系统的计算机仿真20049.张贤达.保铮通信信号处理200010.邓华MATLAB通信仿真及应用实例详解200311.GordonJRPovey.JaakkoTalvitieDopplerCompensationandCodeAcquisitionTechniquesforLEOSatelliteMobileRadioCommunications199612.JariLinatti.AriPouttuDifferentiallyCoherentCodeAcquisitioninDoppler199913.HAndoh.MSawahashi.FAdachiChannelEstimationUsingTimeMultiplexedPilotSymbolsforCoherentRakeCombiningforDS-CDMAMobileRadio199714.MLMoher.JHLodgeTCMP-AmodulationandcodingstrategyforRicianfadingchannel1989(07)15.PaulrajAJ.PapadiasCBSpace-timeprocessingforWirelessCommunications1997(06)16.AMSayeed.BAazhangJointmultipath-Dopplerdiversityinmobilecommunications1997相似文献(10条)1.学位论文解坤高速移动通信中的多普勒频移问题2006在无线通信系统中，信道的衰落问题是限制移动通信系统性能提高的一个主要因素，主要表现为时延扩展、多普勒扩展以及慢衰落。而随着社会进步，将无线通信应用于高速移动环境是一个必然的趋势，因此，研究高速移动带来的多普勒效应的影响及解决是一个重要课题。本文首先研究无线信道的物理特性和数学模型，描述各种衰落信道的特性，分析信道的时变性对传输信号频谱的影响。通过对大量文献的深入理解，对解决多普勒频移问题的主流技术进行分析，特别介绍了多普勒分集技术，并阐述了其优缺点。在高速移动通信中，多普勒频移是影响系统误码率的重要因素之一。本文基于目前移动通信中广泛使用的GSM系统，对通过多普勒扩展瑞利衰落信道差分解调系统的误码率进行了公式推导，并对不同多普勒频移条件下，误码率随接收端信噪比的变化进行仿真，结果表明，当存在多普勒频移时，仅靠增大发射功率来改善误码性能是不够的。分集接收技术是抗衰落的最有效的方法，其原理是将接收到的多径信号分离，然后按一定规则合并起来，从而提高接收端的信噪比，降低数字信号的误码率。本文的另一个重要工作是推导了选择性分集和等增益合并方式接收的误码率计算公式，并对多普勒频移取相同值，分集数不同时，误码率随接收端信噪比的变化进行了仿真分析。2.学位论文华惊宇新一代移动通信内接收机理论与应用研究2005在新一代移动通信系统中，频率选择性信道是系统所要面对的一个关键问题。均衡技术是与之对抗的重要手段之一，为了降低均衡复杂度现代无线系统往往采用分块传输，比如CP-SCBT系统和OFDM系统。在这些系统中，如何在无线时变信道下维持同步以及估计信道参数，是系统内接收机设计时的主要任务之一，值得进行深入的探讨和研究。本论文重点研究了分块传输移动通信系统中的内接收机设计，包括信道参数估计和同步技术。论文共分为八章。第一章给出了论文研究背景、研究内容及主要贡献。第二章首先简单介绍了移动通信信道的特性，然后叙述了CP-SCBT系统及OFDM系统的基本原理。论文第三章首先推导了移动信道的时域包络统计特性，包括电平通过率，包络最值率，对数包络相关特性。接着给出了瑞利信道下基于以上这些统计特性的多普勒频移估计器，并根据其理论误差给出了改进方法，有效降低了实现难度以及提高了估计精度。理论与仿真分析表明了这些估计器的有效性。论文第四章从移动信道的时域相位统计特性出发，从理论上推导了相位差分的概率密度函数公式，分析了各阶矩的表达式，给出了瑞利信道基于矩的多普勒频移估计器，同时针对这些估计器的误差应用第三章的方法进行改进。最后根据上述多普勒频移估计值，提出了简单实用的自适应信道估计算法，包括自适应时隙结构和自适应WVSA信道估计，仿真和分析表明自适应算法有效降低了导频开销，提高了信道估计精度。论文第五章针对PSAM(PilotSymbolAssistedModulation)分块传输移动通信系统，研究了用于同步跟踪阶段的联合估计算法。该算法通过变换域空间分离，同时得到多普勒频移、载波频偏和信噪比估计值，和传统的单参数估计方法相比，无论在运算量和硬件复杂度上都有显著的改进。仿真和分析表明该算法具有较高的估计精度和较大的改进空间，且可以同时用于信道内插以提高信道估计精度。在本章最后部分，我们推导了Jakes谱瑞利信道下频率估计器的渐近CRLB(CramerRaoLowerBound)，在传统的文献中，往往仅考虑白高斯噪声信道的CRLB。在进入跟踪阶段之前，OFDM通信系统需要得到粗略的时频同步信息，论文第六章提出一种基于时域冲激型导频结构的时频捕获算法。该方法用于同步建立阶段，且仅需一个OFDM符号作为训练序列，具有较高的频谱效率，适用于突发传输系统。仿真结果表明该算法在各种信噪比和车速下都具有较好的性能。论文第七章针对OFDM系统中整数频率偏移引起的频域信号循环移位问题，提出了一种高精度的用于同步跟踪阶段的频偏估计模糊度消除算法，分析了定时误差的存在对算法性能的影响。该算法基于循环信道估计，最大估计范围可以达到信号总带宽，不需要增加额外的训练序列。同传统的类似校正算法相比，在性能相近的前提下，本算法具有运算量小的优点，有较强的实际应用价值。论文最后一章对论文内容及作者贡献进行了总结，并对可以进一步研究的问题进行了讨论。3.期刊论文吴限.张军.柳重堪.WUXian.ZHANGJun.LIUZhong-kan辅助信息法消除宽带航空移动通信中的多普勒频移干扰研究-航空电子技术2009,40(4)提出了一种利用辅助信息消除多普勒频移、减小子载波间干扰(ICI)、降低误码率的方法,即信息辅助抗多普勒频移方法(IAADO).飞机利用自身配置的导航系统、监视等多种信息系统,可以实时或准实时地获得自身和周围飞机及地面站的位置、运动状态等信息,从而计算出接收信号的多普勒频移,并在此基础上采取频率补偿措施来消除多普勒频移在OFDM系统中产生的ICI.仿真结果表明,基于辅助信息的IAADO方法有效地解决了航空宽带移动通信中多普勒效应造成的强ICI干扰问题,提高了高速移动航路环境下的通信性能,IAADO和信道估计(导频点LS估计、线性插值)的联合使用可以进一步增强终端区环境下的通信性能.4.学位论文徐波移动通信中大频偏校正全数字接收研究1996笔者对各种多普勒频移校正算法进行研究后,发现近期由JPL(JetPropulsionLaboratory)提出的多普勒频移校正算法能够提供较宽的捕捉带和较快的捕捉速度,不失为一种优选算法.笔者提出了一种修正的DFS校正算法,从硬件实现的角度,对原算法进行了一些修正,修正算法的DSP实现采用了开环和闭环的混合结构、四点抽样、双倍带宽前级滤波、EPROM正弦波产生、二次环路滤波和FIR滤波等新方法,保留了原算法的抗大频偏DFS校正解调能力,简化了原算法的计算量,改进了原算法的捕获性能,增强了原算法的稳健性,拓展了原算法的应用面.笔者通过TMS320C50多功能应用型开发板进行调试,并利用开发板在计算机上进行了实时联机仿真和计算机模拟,最终采用TI公司的DSP芯片TMS320C50实现了修正算法.5.学位论文张侃移动通信系统空时频多参数联合检测技术研究2006随着现代社会信息的激增，以个人移动通信为代表的新一代通信方式，正显现出强劲的发展势头，不久的将来，有限的空间无线频率资源与不断增长的个人无线通信需求的矛盾将更加激化，同时由于信道环境复杂，移动通信信号在本质上是多径传播，所以需要采用各种信号增强技术，以提高系统的接收性能。采用自适应天线系统能根据信号的来波方向调整方向图，跟踪期望信号，减少或抵消干扰信号，从而区分信号和干扰，提高信干噪比。在移动通信系统中，采用自适应阵列天线可以提高频谱利用率、增加系统容量、扩大基站覆盖范围、减小电磁污染，明显改善系统的通信质量。基于自适应阵列天线的空分多址（SDMA）技术，是传统频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）的一种多址倍增技术，已经成为第三代移动通信研究的热点之一。在给定阵列天线各阵元的采样数据后，自适应阵列天线信号处理的问题一般可以归结到三个方面：信号源数目的确定、信号的参数估计（波达方向，传输时延，多普勒频移）和数字波束形成（DBF:DigitalBeamforming）。这几个方面不是相互独立的，而是相互关联的。本人在查阅大量国内外相关科技文献资料的基础上，针对自适应阵列天线技术中的移动信号参数估计和数字波束形成技术做了以下几个方面的研究：1．分析了移动通信环境下的信道，特别是信道的选择性衰落进行了全面的分析，并介绍了衰落信道的各种动态特性，以说明信道衰落对通信信号的主要影响。2.总结了传统的DOA算法，特别对基于子空间的MUSIC方法的DOA估计性能进行了分析和仿真研究，并将其与传统的DOA估计方法进行了对比研究。3.提出了基于CDMA信号的联合估计算法，该算法在基于特征结构的子空间方法上，实现对波达方向角、多径传输时延和多普勒频移等参数的联合检测和估计，且算法复杂度低，在不需要训练序列的情况下，有着较高的分辨率。4.在深入研究基于特征空间（ESB:Eigenspace-based）波束形成算法和自适应波束形成算法性能的基础上，提出了存在指向误差的低旁辩自适应波束形成算法。该算法不仅能减小指向误差对系统的影响，同时还能降低旁辩，对期望信号方向针对性更强，提高系统的信干噪比。6.会议论文吴限.张军.柳重堪航空移动宽带通信中辅助信息法消除多普勒频移干扰的研究2008针对航空信道高多普勒频移特性，以及飞机作为航空通信平台的特点，本文提出一种利用辅助信息消除多普勒频移，从而战小ICI，提高航空宽带通信系统性能的方法ANTI-D(ANTI-Dopplerinformationaid)。由于航空信道的高多普勒频移特性，引入的强ICI干扰，严重影响了基于OFDM技术的宽带航空移动通信性能。飞机自身拥有导航系统、监视等多种信息系统，可以实时或准实时地获得自身和周围飞机及地面站的位置、运动状态等信息，从而计算出接收信号的多普勒频移，并采取补偿措施消除多普勒频移产生的ICI。仿真结果表明基于辅助信息的ANTI-D方法有效地解决了航空宽带移动通信中的源于多普勒效应的强ICI干扰问题，提高了其在航路高速移动环境下适应性，联合使用ANTI-D和ESTI