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第三代移动通信系统CDMA的关键技术

[06-11 18:24:48]   来源:http://www.xxk123.com  无线网络   阅读:8784

导读:当然多用户检测技术也存在一些局限性,首先是来自其他小区的MAI(多路存取干扰)依然存在,在多用户检测算法中只考虑了同小区其他用户的干扰,并没有考虑来自相邻小区的干扰,而这种干扰自然会影响系统性能。其次由于移动台的接收设备不能做得太复杂,故在下行信道执行多用户检测有一定难度。除此之外多用户检测还大大增加了设备的复杂度;增加了系统时延,特别是采用自适应算法时更为严重;多用户检测一般需要知道用户的一些信息,需要通过不断地信道估计来实现,估计的精度会直接影响检测器的性能。4、高效编译码技术在无线通信中,人们很关心频谱利用率和功率利用率。一般的编码技术是通过牺牲频谱利用率来换取功率利用率的提高,这是因为采用了信道纠错编码技术(ECC)后增加了信息的冗余位,这样必然降低了频谱利用率,但同时由于引入了冗余位增加了信道纠错能力,降低了比特误码率(BER),在保证一定信噪比的情况下可以降低发射功率,因此提高了功率利用率。在第三代移动通信系统主要提案中(包括WCDMA和cdma2000等),除了采用IS-95 CDMA系统相类似的卷积编码技术及交织技术之外,还采用了Turbo编码技术及

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  当然多用户检测技术也存在一些局限性,首先是来自其他小区的MAI(多路存取干扰)依然存在,在多用户检测算法中只考虑了同小区其他用户的干扰,并没有考虑来自相邻小区的干扰,而这种干扰自然会影响系统性能。其次由于移动台的接收设备不能做得太复杂,故在下行信道执行多用户检测有一定难度。除此之外多用户检测还大大增加了设备的复杂度;增加了系统时延,特别是采用自适应算法时更为严重;多用户检测一般需要知道用户的一些信息,需要通过不断地信道估计来实现,估计的精度会直接影响检测器的性能。

4、高效编译码技术

  在无线通信中,人们很关心频谱利用率和功率利用率。一般的编码技术是通过牺牲频谱利用率来换取功率利用率的提高,这是因为采用了信道纠错编码技术(ECC)后增加了信息的冗余位,这样必然降低了频谱利用率,但同时由于引入了冗余位增加了信道纠错能力,降低了比特误码率(BER),在保证一定信噪比的情况下可以降低发射功率,因此提高了功率利用率。

  在第三代移动通信系统主要提案中(包括WCDMA和cdma2000等),除了采用IS-95 CDMA系统相类似的卷积编码技术及交织技术之外,还采用了Turbo编码技术及RS-卷积级联码技术。卷积码具有记忆能力,可用维特比译码,具有很高的编码增益。而交织技术性错误,也就是说能将码字的长连错转化成每个纠错码字里只有一个或两个错误,这样有利于对付信道传输里由于只有一个或两个错误,这样有利于对付信道传输里由于突发性干扰而引起的长连串错误,交织不会引入冗余码,所以也就不会降低频谱利用率。Turbo编码器采用两个并行相连的系统递归卷积编码器,并输之一个交织器。两个卷积编码器的输出经并串转换以及凿孔(Puncture)操作后输出。相应地,Turbo解码器由首尾相连、中间由交织器和解交织器隔离的两个以迭代方式工作的软判输出卷积解码器构成。从计算机仿真结果看,在交织器长度大于1000、软判输出卷积解码采用标准的最大后验概率(MAP)算法条件下,其性能比约束长度为9的卷积码提高1-2.5dB。但Turbo编码技术只能用在第三代系统中的高速数据中,这是因为语音及低速率数据长度不满足交织长度的要求。RS编码是一种多进制编码技术,适合于存在突发错误的通信系统。

5、功率控制技术

  在CDMA系统中,由于用户使用相同的频带,用户的扩频码之间存在非理想的相关特性,因此任何一个用户对其他用户来说都是干扰源。如果干扰用户比目标用户距离基站近很多,即使忽略衰落的影响,信号的路径衰耗亦与用户距基站的距离的三次方成正比,则干扰信号在基站的接收功率会比目标用户信号的接收功率大很多,这样,传统接收机的输出中多址干扰分量就可能很严重,甚至会淹没目标用户的信号。这种现象被称为远近效应。功率控制可以有效地减小远近效应的影响,已经成为第三代通信标准中最为重要的核心技术之一。

  常见的CDMA功率控制技术可分为开环功率控制、闭环功率控制和外环功率控制3种类型。在IS-95中,闭环功率控制技术只用在上行信道中。而在WCDMA和cdma2000系统中,下行信道则采用了开环、闭环和外环功率控制技术,下行信道则采用了闭环和外环功率控制技术。但两者的闭环功率控制速度有所不同,前者为每秒1500次,后者为每秒800次。

  当然功率控制技术也存在一些缺点,首先是不能从根本上消除多址干扰,其极限是各个用户的接收功率都相等时的接收性能。其次是占用信道传递功率控制信息,存在算法收敛速度,性能与用户移动速度有关和系统复杂等。

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