DS-CDMA调制技术在矿井巷道中的通信性能分析

提出适合于矿井巷道信道特点的高效无线调制技术,根据沿矿井巷道宽带无线电波传播时延及所建立的基于Nakagami分布的矿井巷道宽带统计分段信道模型,研究了在1.8GHz和2.4GHz这2个典型UHF频段下直接序列扩频码分多址接入(DS-CDMA)调制技术在矿井巷道中的宽带无线通信性能。矿井DS-CDMA通信系统可有效地利用多径信号提高系统的性能。如在相同的矿井巷道环境下,2.4GHz的系统可分离的信号多径数多,使其误码率性能优于1.8GHz的系统。多普勒频移和脉冲干扰对矿井DS-CDMA通信系统误码率性能有很大影响。当多普勒频移和脉冲干扰很大时,系统的误码率性能下降严重,2.4GHz系统的误码率性能可能劣于1.8GHz系统。

异步DS-CDMA系统中的盲联合干扰消除与多用户检测

针对异步DS-CDMA系统存在强恶意干扰时,系统性能急剧下降的问题。本文提出一种采用双天线接收的盲联合干扰消除与多用户检测方案。不同于传统的多用户检测方法,该方案考虑了恶意干扰的影响,首先通过串并变换将恶意干扰等效为多路信号,然后利用双天线接收到的两路受扰信号构造超定或适定盲源分离模型,将干扰消除与多用户检测问题转化为一相关源的盲分离问题,最后利用基于最大非高斯性盲源分离算法进行分离,从而实现盲联合干扰消除与多用户检测。该方案可以在未知扩频序列以及信道信息的情况下完成多用户检测,同时实现恶意干扰的消除,提高了系统的抗干扰能力。仿真结果表明该方案对单音干扰、部分频带干扰以及扫频干扰均具有一定的鲁棒性。

DS/CDMA系统上行链路的2D-Rake及PPIC接收方案

针对DS/CDMA系统的上行链路提出了 2D Rake加上强干扰并行对消(PPIC)的接收结构。该结构利用智能天线技术在空域对DOA不同于期望信号的干扰信号进行抑制 ,同时对期望信号的相关多径分量进行收集 ,利用Rake接收机对期望信号的不相关时延分量进行时间上的分集 ,然后再对多径合成结果进行PPIC处理 ,以对天线阵主瓣内的干扰信号进行进一步的抑制。该方法不仅最大程度地增强了期望信号地能量 ,同时对所有干扰信号进行了比较完全的抑制。仿真实验表明了该接收结构的有效性。

基于RJ-MCMC的DS-CDMA信号扩频码与信息序列盲估计

针对非合作低信噪比环境下的DS-CDMA信号参数估计问题,在分析信号模型的基础上,提出一种基于可逆跳跃的马尔科夫链蒙特卡罗(RJ-MCMC)扩频序列和信息序列联合估计算法。该算法通过建立信号参数和用户个数的联合后验分布模型,迭代抽样得到待估分布的样本,并有效地在不同维数的子空间中跳转,从而构造一条马尔科夫链,使其平稳分布为待估参数的后验分布。仿真结果表明,该算法在功率相同和不同的条件下均能适应较低的信噪比,并且对不同的用户个数具有较强的适应性,同时算法的估计性能相对现有的方法也有很大的改善。

基于矩阵填充和三阶相关的长短码DS-CDMA信号多伪码盲估计

由于长短码直扩码分多址(LSC-DS-CDMA)信号包含了多个用户的长码和短码,已有的直扩码分多址信号的盲伪码估计方法不再适用。为此该文提出一种基于矩阵填充和三阶相关的伪码估计方法。首先从理论上将结构复杂的LSC-DS-CDMA信号构建为多用户短码扩频的缺失矩阵模型,将复合码矩阵估计建模为盲源信号分离问题;然后将矩阵填充理论应用于复合码矩阵估计,提出基于奇异值阈值算法和快速独立成分分析算法的各用户复合码序列估计方法;最后利用m序列的移位相加性特性,提出延迟三阶相关算法,从各用户复合码序列中估计其包含的长短伪码序列。仿真表明,当信噪比高于-2 d B时,该文算法的长短伪码估计平均误码率低于0.1%。

一种适用于DS-CDMA上行链路的自适应盲波束形成算法

本文提出了一种适用于DS-CDMA上行链路的自适应盲波束形成算法,并采用时空联合处理技术将该算法与Rake接收机相结合,给出了一种二维Rake接收机结构图,仿真结果表明,该算法能够快速估计目标信号的导向矢量,对目标方位的变化具有很强的跟踪能力。

稀疏图DS-CDMA系统设计

DS-CDMA是在扩频技术上发展起来的多址接入方式,但在用户接入数量过载时难以保证高质量的通信性能。基于此,提出了一种基于稀疏图的DS-CDMA系统。该系统以低密度二分图的形式来描述扩频码片和用户之间的关系,使得参与通信的每个用户只在少量码片上进行非零位扩频调制,最大限度地减少了用户间的相互干扰。借助图模型的相关理论,把适合于稀疏图的置信度传播算法应用于该系统,进行多用户检测,通过码片与用户之间的消息迭代来消除噪声和多址干扰带来的影响。结合计算机仿真,从不同的角度测试了系统的误码率等性能。理论分析与性能验证表明,稀疏图DS-CDMA在接入用户数量远远超过系统容量的情况下,依然具有优良的性能。

基于改进EASI算法的DS-CDMA信息码与伪码盲估计

针对直扩序列码分多址(DS-CDMA)系统多用户检测的问题,提出了一种基于性能指标(PI)变步长EASI算法信息码与伪码盲估计的算法。该算法在比较盲源分离(BSS)和DS-CDMA系统模型的基础上,用自适应的方法估计混合矩阵进而估计出伪码,并利用分离矩阵分离观测信号从而估计出信息码。另外,该算法利用PI值来调整步长,使算法收敛速度和稳定性能达到一个理想平衡点。实验结果显示,该算法具有很好的抗多址干扰(MAI)的能力,伪码和信息码的误码率分别在-10 dB和0dB时达到10-2以下;对不同用户数,5 dB时所有扩频码被完全正确检测的概率几乎都在80%以上。

MC-DS-CDMA调制通信的矿井巷道信道仿真分析

基于所建立的Nakagami分布矿井巷道宽带统计分段信道模型,仿真研究了多载波直接序列扩频码分多址接入(MC-DS-CDMA)调制技术在矿井巷道中的宽带无线通信性能。仿真结果表明矿井MC-DS-CDMA系统误码率性能主要决定于矿井巷道的幅度衰落情况,而基本不受矿井巷道信道时延扩展的影响。矿井MC-DS-CDMA系统在矿井巷道信道环境下对多普勒频移的抑制能力比较弱。当脉冲干扰发生不频繁时,矿井MC-DS-CDMA系统受脉冲干扰影响不大,但当脉冲干扰发生频繁时,矿井MC-DS-CDMA系统误码率性能恶化。在多用户情况下矿井MC-DS-CDMA系统的误码率性能明显优于矿井DS-CDMA系统。

同/异步短码DS-CDMA信号伪码序列及信息序列盲估计

针对传统单通道异步直接序列码分多址(DS-CDMA)信号信息序列及伪码序列(PN)难以估计的问题,该文提出一种基于平行因子(PARAFAC)的多通道盲估计方法。该方法首先将信号建模为多通道接收模型,然后将观测数据矩阵等效为平行因子模型,最后使用迭代最小二乘算法对平行因子进行低秩分解,进一步完成对DS-CDMA信号各用户的信息序列及伪码序列进行估计。仿真实验表明,该方法不仅能有效地对同步、异步短码DS-CDMA信号的伪码序列及信息序列进行估计,而且能在通道数为6、信噪比(SNR)为-10dB的条件下,实现10个用户伪码序列的有效估计。

多载波Ds-CDMA系统抗干扰能力分析

结合并行转输和多载波调制技术 ,提出了一种多载波直接序列码分多址模型 ,对系统在存在窄带干扰的Rayleigh衰落信道下的性能进行了理论分析 ,并同Rake接收的单载波DSCDMA系统进行了比较。分析和仿真表明 :该系统具有较强的抑制窄带及多址干扰的能力 ,同单载波DSCDMA系统相比 。

突发模式DS-CDMA-QPSK接收机的设计与实现

突发模式传输过程普遍地存在于各种多接入系统中,而CDMA技术在多接入系统中被广泛应用。突发模式DS-CDMA-QPSK接收机的主要技术难点突出地体现在多用户干扰和噪声环境下接收机对信道参数的快速估计和同步参数的快速捕获方面。本文提出了一套切实可行的突发模式DS-CDMA-QPSK全数字接收机方案,可应用于HFC网络多接入系统中。文中重点介绍了快速扩频码捕获,载波频差、相差直接估计,MAI估计等关键算法及其实现,并给出了仿真及实现结果。

DS-CDMA中基于MMSE相关器的RAKE接收机

该文研究了DS-CDMA中用于频率选择性多径信道RAKE接收机的限阶MMSE相关器的性能,这种基于CSA(Correlations Subtractive Architecture)结构的MMSE相关器很适用于频率选择性多径信道。通过用MMSE柑关器取代普通多用户RAKE接收机的传统相关器,可以达到与扩展到多个码元的MMSE接收机相近的BER性能。CSA产生MMSE相关器不需要矩阵的逆变换,降低了运算复杂度,有利于直接取代普通RAKE接收机的相关器。

异步LC-DS-CDMA信号的盲解扩

针对低信噪比下异步长码直接序列码分多址(direct sequence-code division multiple access, DS-CDMA)信号伪码序列难以估计的问题,提出一种基于嵌套迭代最小二乘投影和库搜索算法相结合的盲解扩方法。该方法先将接收到的异步长码DS-CDMA信号建模成含有缺失数据的短码DS-CDMA信号,并使用重叠窗对信号进行分段构造观测数据矩阵。然后,使用最大似然理论对其进行数学建模,并用嵌套迭代最小二乘投影算法实现各用户伪码序列片段的粗提取。最后,将提取出来的伪码序列在有限长的生成多项式库中进行匹配搜索,从而得到该序列的生成多项式。仿真实验及理论分析验证了该方法对异步长码DS-CDMA信号伪码序列估计的有效性。

异步DS-CDMA系统中相对时延对多用户检测的性能影响:分析与评估

多用户检测技术是DS-CDMA系统中的关键技术之一。在反向链路的基站接收机一端,接收信号是各用户异步发射信号经传输信道后的叠加,许多多用户检测器的输入是对系统中各用户用特征波形匹配滤波后以符号速率采样的信号。然而,异步用户间不同的相对时延将引起不等的部分互相关系数,从而也导致不一样的多用户检测性能。该文分析了平均部分互相关系数的解析表达式并给出了计算方法,采用进化算法求解最大以及最小部分互相关系数存在的相对时延条件,提出了异步系统中多用户检测在平均、最大以及最小部分互相关系数条件下的性能分析与评估方法,对分析和比较多用户检测接收机整体性能具有很大意义。

阵列天线多载波DS-CDMA系统基于子空间的信道估计

阵列天线多载波DS-CDMA系统在未来移动通信中具有重要的应用前景。本文研究了阵列天线多载波DS-CD MA系统基于子空间的信道盲估计方法。通过在阵列天线多载波DS-CDMA系统下构造统一的信号模型,实现了基于子空间的信道盲估计。仿真结果表明所提出的方法可有效地对阵列天线多载波DS-CDMA系统的信道参数进行估计,并可抵抗适度的远近效应。

MC DS-CDMA系统中的常模盲检测方法

提出了MC DS-CDMA(多载波直扩码分多址)系统中的SDCMA(最陡下降常模算法)和LSCMA(最小二乘常模算法)的盲检测方法,并把这2种CMA(常模算法)盲检测和基于子空间的MMSE(最小均方误差)检测方法相比较。仿真结果表明这2种CMA盲检测方法性能明显优于基于子空间的MMSE检测方法,而且运算复杂度也低于后者。在收敛速度上,LSCMA检测方法远快于SDCMA检测方法。

实际室内信道DS-CDMA UWB系统盲多用户检测技术研究

提出一种基于常模算法(CMA)的实际室内信道下DS-CDMA UWB系统盲多用户检测方法.该算法采用两步接收方法,第一步,通过分析期望用户特征码具有特殊的结构,压制部分ISI和MAI;第二步在CMA的基础上,消除残留的MAI和ISI,期望用户的信息码元可靠的恢复.计算机仿真显示在考虑远近效应的情况下该算法具有很好的性能.

基于盲子空间法的DS-CDMA系统码辅助NBI抑制技术研究

针对现存盲直接法码辅助技术抑制直接序列-码分多址(DS-CDMA,Direct Sequence-Code Division Multiple Access)系统窄带干扰(NBI,Narrow-Band Interference)性能不佳的问题,提出盲子空间法码辅助技术.盲子空间法利用对CDMA和NBI构成的虚拟CDMA用户联合特征子空间估计实现对三类NBI的抑制,包括音频干扰、数字窄带干扰和自回归(AR,Autoregressive)随机过程.本文详细推导了盲子空间法码辅助技术的输出信干噪比性能,对比了较盲直接法码辅助技术的优越性.仿真分析证明了算法的有效性.

DS-CDMA系统的最佳混沌序列研究

针对基于混沌映射产生 DS-CDMA系统的扩频序列展开研究 ,在给出基于混沌的 DS-CDMA系统模型的基础上 ,重点研究了使多址干扰 MAI最小的最佳混沌扩频序列 ,提供了基于Chebyshev映射产生最佳混沌扩频序列的设计实现方法 。