無線網(wǎng)絡(luò)串行干擾消除功率控制研究.pdf

1、無線通信系統(tǒng)的高帶寬和多用戶是下一代無線通信技術(shù)的發(fā)展要求，但隨著帶寬的提高和用戶的增加，無線信道固有的資源有限和信道衰落勢必會導(dǎo)致用戶之間干擾的加劇，限制了無線通信系統(tǒng)的容量，解決此問題的有效途徑是多用戶檢測技術(shù)。近年來，多用戶檢測技術(shù)的研究側(cè)重于其非線性實(shí)現(xiàn)方法，包括串行干擾消除、并行干擾消除和迫零判決反饋。其中串行干擾消除由于算法復(fù)雜度低、易于實(shí)現(xiàn)成為研究的重點(diǎn)。該算法使用迭代方式解出接收的多路混合信號，每一次迭代過程中，在含有多

2、路信號和噪聲的混合信號里減去解出的最強(qiáng)一路信號，然后從余下的信號中再選擇次強(qiáng)的信號進(jìn)行循環(huán)檢測，直到信噪比小于等于給定閾值，檢測過程結(jié)束。該方法在頻譜資源受限的條件下可有效增大無線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)吞吐量和用戶容量，而串行干擾消除實(shí)現(xiàn)的前提是各移動端到達(dá)基站的信號強(qiáng)度滿足適當(dāng)?shù)谋戎捣秶?，這就需要對各移動端的發(fā)射功率進(jìn)行控制。本文針對多移動端單基站CDMA系統(tǒng)的上行傳輸，以各路信號在基站的信噪比最優(yōu)為目標(biāo)，提出了串行干擾消除基于迭代、基于模糊

3、邏輯和基于博弈論的三種功率控制方法。仿真數(shù)據(jù)表明，本文提出的功率控制方法可有效提高無線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)吞吐量和用戶容量。本文的主要工作如下:
　　(1)建立了基于信噪比的功率控制模型，為后續(xù)研究串行干擾消除的功率控制方法奠定基礎(chǔ)?？紤]了循環(huán)檢測過程中信號不完全消除的情況，引入了不完全消除參數(shù)，研究了該參數(shù)在功率控制模型下與總發(fā)射功率減少量的關(guān)系，并分析了功率控制誤差對信號解碼的影響，定義了功率控制誤差容限。仿真結(jié)果表明各移動端在基站

4、的信號強(qiáng)度按照解碼所需形成最佳梯度后，不完全消除參數(shù)取最小值與取最大值相比，可大大減少總發(fā)射功率。
　　(2)提出了串行干擾消除基于迭代的功率控制方法?？紤]了信號消除不完全的情況，建立了迭代功率控制數(shù)學(xué)表達(dá)式，證明了迭代控制可行解的存在，分析了迭代功率控制方法的收斂性與不完全消除參數(shù)的關(guān)系，研究了變步長迭代功率控制對收斂性的影響，并與已有的三種經(jīng)典功率控制方法進(jìn)行對比。靜態(tài)信道下的仿真結(jié)果表明該功率控制方法可有效提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。<

5、br>　　(3)提出了串行干擾消除基于模糊邏輯的功率控制方法。推導(dǎo)了移動端節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率選擇范圍，設(shè)計了模糊邏輯功率控制的輸入?yún)?shù)，分析了該方法的時間復(fù)雜度，提出了實(shí)現(xiàn)該功率控制方法的算法流程，并將該方法與已有的三神經(jīng)典功率控制方法進(jìn)行仿真比較，結(jié)果表明該方法計算復(fù)雜度小，具有較好性能，可有效提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。
　　(4)提出了串行干擾消除基于博弈論的功率控制方法。建立了移動端發(fā)射功率的數(shù)學(xué)表達(dá)式，建立了串行干擾消除功率控制的非合作博