穩(wěn)健的移動用戶發(fā)射功率估計方法【文獻綜述】

1、畢業(yè)設計文獻綜述畢業(yè)設計文獻綜述電子信息科學與技術電子信息科學與技術穩(wěn)健的移動用戶發(fā)射功率估計方法穩(wěn)健的移動用戶發(fā)射功率估計方法摘要摘要：近年來，移動通信發(fā)展迅猛，移動用戶數(shù)量迅速增長。而對移動用戶的發(fā)射功率估計的性能會影響功率控制的性能。所以，我們需要一種穩(wěn)健的移動用戶的發(fā)射功率估計方法來提高資源的利用率，避免能源浪費。本文首先介紹了移動通信的歷史和穩(wěn)健的移動用戶發(fā)射功率估計方法的必要性，而這個方法主要是基于穩(wěn)健的波束形成算法，然后總

2、結了各種波束形成算法的優(yōu)缺點，最后就其穩(wěn)健性對各種方法行進分析和研究。關鍵詞關鍵詞：移動通信；功率估計；自適應波束形成；穩(wěn)健1、引言、引言移動通信是指通信雙方至少有一方處在運動狀態(tài)中的通信[1]。縱觀移動通信的演進及發(fā)展（如圖1所示），它大致經歷了如下幾個階段：移動通信最早出現(xiàn)在20世紀20年代，當時美國底特律市警察使用的車載無線電系統(tǒng)是寬帶為2MHZ的專用網(wǎng)。20世紀40年代貝爾公司建立了第一個公用汽車電話網(wǎng)，提出了蜂窩和頻率復用的概

3、念，實現(xiàn)了從專用網(wǎng)向公用網(wǎng)的過渡。20世紀60年代中期，移動通信采用大區(qū)制，中小容量技術，實現(xiàn)了自動選頻與自動接續(xù)功能。1978年，貝爾實驗室制成先進的移動電話系統(tǒng)（AMPS），建成蜂窩移動通信網(wǎng)，大大提高了系統(tǒng)容量。20世紀80年代至今，是數(shù)字移動通信系統(tǒng)的發(fā)展和成熟時期。近20年來，移動通信用戶數(shù)量迅猛增長，網(wǎng)絡用戶容量需求大量增加。在市場和技術的推動下，移動通信得到了迅速的發(fā)展，成為了當今通信發(fā)展的主流[2]。模擬移動通信（AMP

4、S、TACS等）模擬無繩電話移動衛(wèi)星TDMA(GSM、IS136）IS95CDMA數(shù)字無繩電話第三代移動通信（IMT2000）WLL199020002010年代圖1移動通信的演進及發(fā)展分析表明，SNR最大化算法與LMS算法的性能也比較接近，都收斂于最優(yōu)維納解。SNR最大化算法使用了“波束導向矢量”代替LMS算法中的“參考信號”。因此，前者一般用于所需信號絕大部分時間是不存在的場合，后者則要求所需信號是存在的。針對不同的應用條件，每一種基

5、本算法又有許多變型。例如，Compton曾提出功率反演算法，它實質上是LMS算法的一種修正形式，可以克服經典LMS算法中形成參考信號的困難。SNR最大化算法和LMS算法的實現(xiàn)均采用閉環(huán)結構的自適應處理器，實現(xiàn)簡單、方便，非常適合采用模擬方法實現(xiàn)(也可以采用數(shù)字方法實現(xiàn))。主要缺點是算法的收斂性能對陣列響應協(xié)方差矩陣的特征值散布很敏感，存在斂緩慢甚至無法收斂問題。為了獲得更加短暫的暫態(tài)響應性能，采樣矩陣求逆(SMl)算法和GramScht

6、正交化算法等具有快速收斂特性的自適應波束形成算法逐漸受到人們的重視和應用[3]。而在實際工程應用中SMI算法中，估計Rn時要求是數(shù)據(jù)IID（IndependentIdenticallyDistribution）有時不可直接獲得。在非均勻樣本下，還存在奇異檢測問題[4]。2.2Capon方法方法傳統(tǒng)的Capon波束形成算法在理想情況下具有好的分辨力和更好的抗干擾能力。但是在實際中往往存在導向矢量指向等誤差，此時，Capon波束形成算法的性

7、能會受到很大的影響[7][8]。在過去的三十年來許多方法已經被提出用以提高Capon波束形成器的穩(wěn)健性。線性約束方法。通過增加適當?shù)募s束條件（包括點以及導數(shù)約束）[9][10]，使自適應加權向量能滿足這些約束條件，從而達到算法的穩(wěn)健性。然而，這些約束條件并沒有明確與陣列導向矢量不確定性有關。此外，由于在算法中增加了許多的約束條件，不僅占用了系統(tǒng)的自由度，而且增加了系統(tǒng)的復雜性，并且如果約束條件不適當，則可能使算法變得不收斂或者收斂速度緩

8、慢。對角加載（包括它的擴展版本）已經成為一種流行的方法用以提高Capon波束形成器的穩(wěn)健性。對角加載方法是通過把額外的二次約束要么加在權矢量本身的歐幾里德范數(shù)上，或者在理想權矢量差異上。有時，對角加載方法被提出用于由于使用采樣協(xié)方差矩陣帶來的各種問題以及更好的控制峰值旁瓣響應上。然而，對于大多數(shù)的這些方法，目前并不清楚如何選擇基于陣列導向矢量不確定性的對角加載量?；谔卣骺臻g的自適應波束形成方法。經過對有限次快拍和系統(tǒng)誤差存在情況下的自

9、適應波束形成技術研究表明，自適應波束形成性能的下降主要是由噪聲子空間的擾動引起的，因此人們便摒棄自適應權矢量在噪聲子空間的分量而僅保存留在信號子空間中的分量，從而提高波束形成的性能，這種方法被稱為基于特征空間的自適應波束形成方法?；谔卣骺臻g的自適應波束形成方法需要對噪聲協(xié)方差矩陣的先驗知識。因此，它們對噪聲協(xié)方差矩陣的不精確認識以及陣列導向矢量的誤差同時表現(xiàn)出敏感性。使該方法對陣列導向矢量的誤差表現(xiàn)出穩(wěn)健并不能根治其對噪聲協(xié)方差矩陣的