宽带cdma移动通信中智能天线的自适应波束控制研究

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1、上海交通大学博士学位论文宽带CDMA移动通信中智能天线的自适应波束控制研究姓名：戎璐申请学位级别：博士专业：控制理论与控制工程指导教师：谢剑英20031201申请上海交通大学博士学位论文摘要宽带CDMA移动通信中智能天线的自适应波束控制研究摘要智能天线以波束控制器及其波束控制算法为核心具有独特的利用信号空间特征抑制干扰等能力因此可以显著改善码分多址CDMA系统的性能增加用户数量扩大小区覆盖范围等是以宽带CDMA为基础的第三代移动通信3G中的一项关键技术宽带CDMA移动通信中的波束控制技术是一个兼具学术与实用价值的研究方向论文在深入波束控制理论研究

2、的基础上注意同实际要求相结合主要从以下几个方面开展了研究一如何充分利用CDMA系统所特有的用户扩频码信息这已有利条件来设计新的波束控制结构和波束控制算法以克服传统波束控制技术对达波方向估计或导频信号的依赖性二将传统波束控制技术应用于3G系统后宽带CDMA无线接入标准将会对其性能产生怎样的影响如何设计出性能更好的波束控制方案三针对宽带CDMA系统中的智能天线必须采用空-时二维波束控制技术如何有效地融合传统空域处理技术和先进时域处理技术以在可行的复杂度下获得理想的系统整体性能论文首先回顾了相关领域的发展背景和研究现状指出存在的问题和技术要求接着在第二

3、章建立了系统模型和仿真平台第三章和第四章在分析比较各种现有波束控制技术的设计思想优缺点及其在宽带CDMA移动通信环境条件下的适用性等的基础上分别研究如何利用CDMA系统中的扩频码信息来设计新的波束控制结构和自适应波束控制算法第五章研究WCDMA等3G无线接入标准对波束控制系统性能的影响及其相应的解决方案第六章研究宽带CDMA中的空-时二维波束控制技术其中重点研究性能优良的空-时选择性干扰抵销技术论文的创新成果主要包括(1)提出了基于CDMA扩频码的波束控制算法首先根据CDMA扩频通信系统原理提出了一种不依赖于导频信号的波束控制性能代价函数然后以此

4、新的代价函数为基础通过理论推导提出了一种新的自适应波束控制算法与CDMA移动通信系统中的传统算法完全不同新波束控制算法直接在权重迭代过程中利用了扩频码而不是间接地通过解扩频等环节使用扩频码因此新算法的复杂度比码滤算法大大降低适合于实时应用并且能够获得比较满意的性能而与复杂度相近的重扩频方法相比性能显著提高i申请上海交通大学博士学位论文摘要(2)提出了基于CDMA扩频码的波束控制结构它利用期望用户的扩频码产生一对互补的参考信号通过两个权重迭代单元之间的协作来控制波束模式获得正确收敛新的波束控制结构既不依赖于DOA估计也不依赖于导频信号构造了新波束控

5、制结构下一种合适的计算单元并证明了其相应波束控制算法的收敛性在无导频的环境条件下新波束控制结构的性能接近于依赖于导频信号的传统结构而优于CDMA系统中基于重扩频的波束控制结构(3)提出了针对3G物理层标准的波束控制方案以WCDMA标准为例研究了宽带CDMA标准对波束控制系统性能的影响针对控制信道同数据信道之间的I/Q复用和码复用所引起的自干扰问题提出了在波束赋形网络前端进行部分解扩频的解决方法针对控制信道内的时间复用结构所引起的信噪比周期性抖动问题提出了一种半盲自适应波束控制方法在WCDMA微小区环境条件下的蒙特卡洛仿真实验证实新波束控制方案能够

6、使智能天线的系统性能获得显著的改善(4)发展了新的空-时二维波束控制技术在波束控制技术同干扰抵销技术相融合的基础上提出了一种低复杂度空时选择性干扰消除方法可以在较好地满足实时应用需要的同时提高系统的整体性能然后又提出了一种高性能的空-时选择性干扰抵销方法该方法能够更好地估计接收信号的可靠性并且加以有效的利用从而能够进一步改善空-时波束控制系统的性能与传统的2D-RAKE以及现有的同类方法相比改进后的空-时选择性干扰抵销方法能够获得最优的系统性能关键词波束控制智能天线自适应阵列码分多址移动通信ii申请上海交通大学博士学位论文摘要Researchon

7、AdaptiveBeamControlforSmartAntennasinWidebandCDMAMobileCommunicationSystemsAbstractSmartantenna,basedonbeamcontrolleranditsadaptivealgorithms,hasuniquecapabilitiestocombatinterferencebyexploitingthespatialsignatureofreceivedsignals.Duetoitseffectivenesstoimprovesystemperforma

8、nce,toincreasesystemcapacityandrdtoextendthecoverageofcells,ithasbee