一種基于符號(hào)級(jí)均衡的CDMA接收機(jī)
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CDMA系統(tǒng)是一個(gè)白干擾系統(tǒng)，不同用戶的信號(hào)依靠不同的碼來區(qū)分。然而在多徑傳播環(huán)境下，用戶的擴(kuò)頻碼之間的正交性將會(huì)被破壞，造成用戶間干擾(MUI，Multi一User Interference)。就單個(gè)用戶而言，在多徑信道中由于擴(kuò)頻碼的非理想的自相關(guān)特性，會(huì)造成多徑干擾(MPI，Multi-PathInterference)。這兩種干擾是影響(2DMA系統(tǒng)容量的主要因素。特別是在采用了正交可變擴(kuò)頻因子(OVSF)的高速下行鏈路中，當(dāng)數(shù)據(jù)速率為2Mbps或者更高時(shí)，由于采用了低擴(kuò)頻因子，例如4或者8，因此擴(kuò)頻碼長(zhǎng)度非常短，多徑分量將會(huì)超過一個(gè)符號(hào)周期，此時(shí)多徑干擾成為影響系統(tǒng)性能的重要因素，而常規(guī)的Rake接收機(jī)已經(jīng)無法解決這種跨多個(gè)符號(hào)的多徑干擾。
A．klein等人提出了碼片級(jí)均衡的CDMA接收機(jī)，這種方法需要進(jìn)行幾十階的矩陣求逆操作，運(yùn)算量非常大。為了降低復(fù)雜度，文獻(xiàn)等提出了自適應(yīng)的碼片級(jí)均衡接收機(jī)，雖然復(fù)雜度有所下降，但是這些自適應(yīng)方法大多存在收斂速度慢等問題，使得系統(tǒng)性能大大降低。上述接收機(jī)都是基于碼片級(jí)均衡的，本文提出了一種新的基于Rake的符號(hào)級(jí)均衡接收機(jī)，性能仿真結(jié)果表明這種接收機(jī)可以有效解決多徑傳播造成的跨符號(hào)干擾，具有良好的比特誤碼率性能。
2 系統(tǒng)模型
不失一般性，假設(shè)系統(tǒng)共有U個(gè)用戶，數(shù)據(jù)調(diào)制方式為QPSK，其中用戶u的發(fā)送符號(hào)可以表示為：
其中du(i)是用戶u發(fā)送的第i個(gè)QPSK符號(hào)。
用戶u的已調(diào)制的數(shù)據(jù)符號(hào)經(jīng)過長(zhǎng)度為G的擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻后為
則所有用戶的發(fā)送數(shù)據(jù)向量為：
假設(shè)信道是瑞利衰落的，共有L條多徑，最大延時(shí)為(M一1)*Tc，其中Tc為碼片周期，可以用以下向量來表示：
h中只有L個(gè)元素不為0，分別對(duì)應(yīng)L個(gè)多徑分量。
發(fā)射信號(hào)經(jīng)過上述多徑信道后，接收到的信號(hào)為
R=Hxs+η （5）
其中H為信道傳輸矩陣，這是一個(gè)由h向量組成的塊托普利茲(Toeplitz)矩陣。η是高斯白噪聲向量，均值為0，方差為σ2。
3 基于Rake的符號(hào)級(jí)均衡接收機(jī)
在這種方法中，接收到的信號(hào)首先通過一個(gè)Rake陣列，用用戶的擴(kuò)頻碼解出相應(yīng)的發(fā)送符號(hào)，其中包含了多徑干擾(MPI)，然后再把解擴(kuò)所得的信號(hào)通過一個(gè)符號(hào)級(jí)均衡矩陣來消除多徑干擾。這種接收機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
首先定義擴(kuò)頻碼之間的部分相關(guān)函數(shù)如下：
其中Cv(j)是用戶v的第j個(gè)擴(kuò)頻碼片。當(dāng)最大多徑延時(shí)為(M-1)個(gè)碼片，擴(kuò)頻碼長(zhǎng)度為G時(shí)，多徑干擾將橫跨(2N+1)個(gè)符號(hào)，即前N個(gè)符號(hào)，當(dāng)前符號(hào)和后N個(gè)符號(hào)，其中N=[M／G]+1，[x]表示x的整數(shù)部分。
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