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在3G移动通信领域得到广泛应用的CDMA码分多址技术在现今的通信中仍然被大力推崇。CDMA技术利用扩频码使许多用户共享信道带宽。但是“多址干扰”和“远近效应”也限制了CDMA系统的性能,因此人们提出许多信号处理方法来解决这些问题,这些方法可以分为两大类:MUD多用户检测和MIMO空时处理技术。
多用户检测是一种从接收端设计入手的干扰抑制方法,可以从相互叠加的各个用户的信号中可靠地解调出部分或全部用户的信息。MIMO空时处理技术能利用多根发射天线和多根接收天线为系统提供分集增益,还可以利用空时编码为系统提供额外的编码增益,在不增加带宽和发射功率的情况下,成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。
如果将MIMO空时处理技术与多用户检测技术相结合,并且应用于CDMA系统,是否可以进一步提升系统的性能,使信息能够更加快速和可靠地传输。基于上述构想和目的,本论文中展开了各项研究工作。
本论文中,首先研究了基带CDMA信号的构成,并介绍了3种重要的扩频码;随后深入研究了经典的多用户检测算法,并对经典多用户检测算法的性能做仿真比较;其后讨论了MIMO空时处理技术,重点研究了Alamouti空时分组码、STTD-OTD空时分组码以及结合星座旋转的DBOAST空时分组码,对以上3种空时分组码的性能做出仿真比较。
在以上研究的基础上,论文中详细介绍和分析了WCDMA协议中的上行分集发射方案,针对WCDMA标准中上行分集发射方案的不足,本论文提出了基于Alamouti空时分组码的WCDMA上行链路MIMO系统,并推导了基于以上系统的接收信号结构,同时还提出了3种空时多用户检测方案对MIMO-WCDMA接收信号进行空时多用户检测。随后论文中又进一步提出了基于DBOAST空时分组码的的WCDMA上行链路MIMO系统并推导了基于DBOAST空时分组码的WCDMA上行链路MIMO系统的接收信号结构。最后笔者对所提出的基于Alamouti空时分组码以及基于DBOAST空时分组码的WCDMA上行链路MIMO系统的性能进行了综合仿真比较分析,仿真比较分析过程中采用了本文中所提出的3种空时多用户检测方案,其结果表明本文中所提出的系统以及方案的优越性。