CDMA蜂窩系統(tǒng)中基于串行干擾消除的資源管理研究.pdf

1、CDMA蜂窩系統(tǒng)是干擾受限的，降低多址干擾是提高系統(tǒng)容量的有效途徑?；窘邮諜C(jī)可采用多用戶檢測算法降低多址干擾、提高系統(tǒng)容量，其中，串行干擾消除(SuccessiveInterferenceCancellation，SIC)由于具有低實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度、高系統(tǒng)性能而受到了廣泛的關(guān)注。盡管采用諸如SIC之類的多用戶檢測算法有助于降低CDMA蜂窩系統(tǒng)中的多址干擾、提高系統(tǒng)容量，但隨著移動(dòng)用戶數(shù)目的快速增長以及用戶對(duì)于通信業(yè)務(wù)要求的提高，系統(tǒng)對(duì)于無線

2、資源將有更高的需求，有限的系統(tǒng)資源與無限的用戶需求之間的矛盾依然存在。因此，即使在基于SIC的CDMA系統(tǒng)中，同樣需要研究無線資源管理，即在保證服務(wù)質(zhì)量(QualityofService，QoS)的前提下，研究如何充分有效地利用無線資源的問題。在基于SIC的CDMA系統(tǒng)中，不同的譯碼順序?qū)е虏煌南到y(tǒng)性能，其無線資源管理與基于單用戶檢測(Singleuserdetection，SUD)接收機(jī)的無線資源管理有所區(qū)別，此時(shí)，需要結(jié)合譯碼順序

3、的調(diào)整聯(lián)合考慮。本文從系統(tǒng)設(shè)計(jì)出發(fā)，研究基于SIC的CDMA系統(tǒng)中的無線資源管理關(guān)鍵問題，包括功率控制、速率分配、呼叫接納控制以及多徑衰落分集信道下的容量分析等幾個(gè)方面。本論文的主要工作總結(jié)如下： 首先研究結(jié)合SIC的CDMA蜂窩系統(tǒng)中的功率控制及相關(guān)問題。推導(dǎo)出多小區(qū)情況下最佳功率分配的表達(dá)式；針對(duì)用戶發(fā)射(接收)功率存在限制的情況，提出了如何檢驗(yàn)系統(tǒng)可行與否的有效方法；針對(duì)用戶發(fā)射(接收)功率存在限制的情況，推導(dǎo)出能夠最小化

4、系統(tǒng)中斷概率的最優(yōu)譯碼順序；推導(dǎo)出能夠最小化總發(fā)射功率的最優(yōu)譯碼順序。 在基于SIC的CDMA蜂窩系統(tǒng)中，可能的速率模式與譯碼順序隨著用戶數(shù)的增長而指數(shù)增長，如何有效地分配用戶速率是-NP問題，需要考慮速率分配與譯碼順序調(diào)整的聯(lián)合優(yōu)化。本文首先提出了兩種貪婪算法求解此問題，算法具有較低的計(jì)算復(fù)雜度與較好的性能。進(jìn)一步地，又提出了結(jié)合遺傳算法的速率分配算法求解該問題，理論上證明了該算法能夠完全收斂到全局最優(yōu)解。仿真結(jié)果表明，較之貪

5、婪算法而言，有著更高計(jì)算復(fù)雜性的結(jié)合遺傳算法的速率分配算法能夠獲取更好的解。 呼叫接納控制也是無線資源管理的一個(gè)重要功能模塊，本文接著研究采用SIC的CDMA系統(tǒng)中的呼叫接納控制，提出兩種呼叫接納控制算法。一種是在用戶發(fā)射(接收)功率限制下基于業(yè)務(wù)升降級(jí)的呼叫接納控制算法，另外一種是在用戶發(fā)射(接收)功率與基站接收機(jī)處總接收功率的共同限制下基于服務(wù)等級(jí)(GradeofService，GoS)設(shè)置接納門限的呼叫接納控制算法。前者在

6、盡可能多地接納新用戶的同時(shí)有助于最大化系統(tǒng)吞吐量，后者有利于優(yōu)化系統(tǒng)服務(wù)等級(jí)。 SIC技術(shù)對(duì)于CDMA系統(tǒng)的容量也有重要影響，本文最后分析了多徑衰落分集信道下基于SIC的多業(yè)務(wù)CDMA蜂窩系統(tǒng)容量，綜合考慮了功率控制誤差、陰影效應(yīng)、多徑衰落以及Rake接收機(jī)最大比合并多條分集信道等因素。分別用對(duì)數(shù)正態(tài)分布與高斯分布近似基站接收機(jī)處的總接收功率，得到了在這樣的情況下系統(tǒng)容量的計(jì)算方法。在分析中，避免了當(dāng)前文獻(xiàn)中一些過于簡單或理想的