TDDCDMA系统物理层关键技术研究及系统干扰分析

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1、TDDCDMA系统物理层关键技术研究及系统干扰分析中文摘要随着移动用户数量的迅猛增长，高速率非对称的IP型数据业务、多媒体业务的日益剧增，仅限于对称的语音业务和低速数据业务的第二代移动通信系统(GSM,IS-95CDMA)频率资源越来越紧张，己不能满足需要。高速率、大容量、全方位的第三代移动通信系统(3G)应运而生，并制定了相应的3G标准。由我国提出的己得到国际电联确认的TD-SCDMA标准以及作为3G备选方案的TD-LAS技术都采用了TDDCDMA技术。TDDCDMA技术具有上下行链路不对称、频谱利用率高、发射功率低等优点，非常适合于第三代移动通信中的非对

2、称数据业务，并可以提供较高的系统容量，特别是能够满足我国一些地区人口密集而频谱资源紧张的需要。同其它CDMA系统一样，TDDCDMA系统在无线传输中仍然存在着多径衰落、时延扩展、远近效应、多址干扰等问题，直接影响了系统的容量和服务质量。本论文对TDDCDMA系统物理层关键技术进行分析与探讨，并对系统干扰进行研究，特别是对智能天线进行深入研究，寻求更高效的技术来提高系统的容量和服务质量，对促进移动通信技术在我国的发展具有重要的现实意义。第一章，简明扼要地介绍了研究背景和意义以及本论文所做的工作。第二章，概述了TDDCDMA的通信原理，包括CDMA扩频通信原理、

3、TDD的工作原理、TDDCDMA的技术优势及存在的问题。第三章，探讨了TDDCDMA物理层使用的各种关键技术，包括功率控制技术、软切换技术、多用户检测技术、分集技术和RAKE接收、软件无线电技术等，研究了各种技术的原理、工作过程、主要功能以及研究现状等。第四章，干扰问题直接影响了TDDCDMA系统的容量和服务质量，如何消除干扰成为提高移动通信系统性能时考虑的主要因素。本论文详细研究了TDDCDMA系统存在的各种干扰，建立了干扰模型;并以上行链路为例，建立了上行链路多址干扰模型。第五章，智能天线技术是本文研究的重点内容。该部分先简要介绍了智能天线的基本概念和原

4、理，包括智能天线的工作原理、分类、主要功能、研究内容与发展动态;然后阐述了目前存在的智能天线最优权准则和自适应算法及其存在的问题。目前智能天线的理论分析对象一般是直线阵列天线，而我国的TD-SCDMA系统采用的是圆环阵列天线，本文对圆环阵列天线进行了分析并建立了圆环阵列天线输入输出信号模型;提出了一种适应于圆环阵列天线的、更易于投入使用的准则和算法，即基于最大接收信号准则的变步长搜索预存权值法，并用Matlab仿真工具对其进行计算机仿真，论证了该算法在收敛速度和性能上能够满足移动通信的要求。从一定意义上来说，TDDCDMA系统就是基于智能天线来设计的。但目前

5、智能天线的理论和实践的差距很大，智能天线理论可以解决的问题还不可能使用在实际系统中。主要原因是目前提出的各种自适应准则和算法过程复杂、计算量大、收敛速度慢，很难实时跟踪用户，致使全自适应天线目前只局限于理论探讨，而不能从实际应用中实现全自适应的目的。自适应算法是智能天线技术实现的瓶颈，因此寻找一种更简单实用的自适应算法把智能天线技术真正应用到实际工程中具有重要的现实意义和实用价值。本文提出的基于最大接收准则的变步长搜索预存权值法，是介于预多波束切换系统和全自适应智能天线系统之间的一种折衷技术，其原理简单，以预存权值取代求权值的复杂过程，在牺牲一定信噪比的情况

6、下，降低了运算过程的复杂度;与其他的高分辨算法相比，该算法的思想简单，降低了系统成本和实现的复杂度;该算法计算量小、收敛速度快，在跟踪和切换的实时处理上很方便，更易于从技术上实现和从实际中投入使用。从移动通信信道特点考虑，此方法不失为一种实用型的方法。第六章，在结束语中总结了本论文存在的不足，指出了下一步研究探索的方向。关键词:TDDCDMA多址干扰智能天线自适应算法波达方向估计Matlab仿真分类号:6434AResearchonCriticalTechnologyofPhysicalLayerofTDDCDMASystemandInterferenceA

7、nalyseABSTRACTWiththeincreasingofmobilephoneusersandhigh-speedasymmetricaldataservice,thesecondgenerationmobilecommunicationsystem(2G)whichcanonlyprovidesymmetricalspeechserviceandlow-speeddataservicecan'tmeetdemand.Sothethirdgenerationmobilecommunicationsystem(3G)appearedwithhigh-

8、speed,bigcapacityandintegr