（通信与信息系统专业论文）hsdpa下行链路中的分集和均衡技术.pdf

摘要 摘要 高速下行数据传输技术是当前移动通信领域的研究热点之一。为了满足迅速增长的对 高速移动数据服务的需求，3 g p p 工作组在u m t s 标准的基础上，推出了种增强型的传输 技术，这就是h s d p a 。在3 g p pr e l e a s e6 标准中明确提出了2 种增强型技术，即双天线接 收技术和均衡技术。 本论文就是在此背景下，选择了h s d p a 系统关键技术中的分集和均衡技术作为主要的 研究方向，以h s d p a 的下行物理链路为切入点，在分别对开环发送时候的系统的性能以及 双天线接收时的性能和均衡性能进行分析的前提下，主要对开环发送分集下的均衡( s n d 均衡) 技术、双天线接收时候的均衡( 空时均衡) 技术、开环发送以及双天线接收的均衡技 术( s t t d 空时均衡) 进行研究，并分别给出了这几种与分集结合的均衡器、m k e 以及均衡 器和分集分开时的计算机仿真结果。仿真结果表明：s t t d 均衡、空时均衡以及s t t d 空时 均衡相对那些没有考虑进分集的均衡，在相同条件下均有一定的增益收获，但是也看到新的 结构的矩阵运算更加复杂，同时要求更加准确的信道估计。 关键词：h s d p a 均衡技术s t t d 均衡空时均衡s t t d 空时均衡 东南大学硕士学位硷文 a b s t r a c t h i 曲s p e e dd o w n l i n kp a c k e ta c c e s s h a sb e e ns t u d i e dal o t i nw i r e l e s s c o m m u n i c a t i o nr e c e n t l y 3 g p ps t a f fh a sb r o u g h ia l le n h a n c e ds t a n d a r d ，b a s e do n u m t s ，n a m e dh s d p a ，f o rt h eg r o w i n gd e m a n do fh i g hs p e e dd a t a - p a c k e t - s e r v i c e r e l e a s e6h a sd e f m e dt w oe n h a n c e dt e c h n o l o g i e s ，t r a n s m i s s i o nd i v e r s i t ya n de q u a l i z e r 1 r h i sp a p e l s e l e c t sd i v e r s i t ya n de q u a l i z ei nh s d p a 勰r e s e a r c hd i r e c t i o n t h r o u g l lt h e p h y s i c a ll a y e rs i m u l a t i o no ft r a n s m i s s i o nd i v e r s i t ya n de q u a l i z e ri nh s d p ad o w n l i n k , t h i sp a p e r s t u d i e s s t t d - e q u a l i z e r w h i c hi sae q u a l i z e rc o m b i n i n gw i t ht r a n s m i s s i o nd i v e r s i t y , s p a c e - t i m e - e q u a l i z e rw h i c hi s ae q u a l i z e rc o m b i n gw i t hr e c e i v i n gd i v e r s i t y , a n dt h ee q u a l i z e r c o m b i n i n gw i t hb o t ht r a n s m i s s i o na n dr e c e i v i n gd i v e r s i t y a n da tl a s tt h er c s u l l so f r a k e ，e q u a l i z e r , e q u a l i z e rc o m b i n i n gw i t hd i v e r s i t ya l eg i v e n s i m u l a t i o n r e s u l t ss h o wt h a ts t t d - e q u a l i z e r , s t - e q u a l i z e ra n ds t 兀) - s t - e q u a l i z e r a l es u p e r i o rt or a k ea n de q u a l i z e rw i t h o u td i v e r s i t y h o w e v e ri tr e q u i r e sh i g hc o m p u t a t i o n a le o m p l e x i t ya n dm o l ep r e c i s ec h a n n e le s t i m a t i o n k e y w o r d s h s d p ae q u a l i z e rs t t d e q u a l i z e rs p a c e - t i m e - - e q u a l i z e r s t t d - s p a c e - t i m e e q u a l i z e r h 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的 学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己 在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 日期： 兰! ! i ：! ! ： 关于学位论文使用授权的说明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位 论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人 电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论 文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包 括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 。 签名： 曼! 圣冬 导师签名：日期：型16 ：! 兰 第一章绪论 第一章绪论 3 g 的业务在上下行将会呈现出很大的不对称性。对f d d 来说，则非常需要能有效地支 持不对称业务的一种技术。2 0 0 1 年写入3 g p p 技术规范的高速下行分组接入技术可以实现 1 0 8 m b i t s 的高速下行数据传输，其中有很多令人瞩目的技术很可能在未来的移动通信系统 中得到应用。 h s d p a 技术是一种对多用户提供高速下行数据业务的技术。此技术特别适合于多媒体、 i n t e m e t 等大量下载信息的业务。在传输较高速率业务数据时，通过特定时隙中使用高阶调 制( 8 p s k ，1 6 q a m ，甚至6 4 q a m ) 来进行传输。目前国际上对h s d p a 的技术的研究正在 热烈的进行中i 】。 1 1 论文背景 蜂窝移动通信的发展经历了第一代模拟系统和第二代数字移动系统，目前正在向第三代 宽带数字系统的方向发展。第一代模拟移动通信系统以北美a m p s 、欧洲t a c s 、北欧n m t 、 德国c - 4 5 0 以及日本n t t 等系统为代表。由于模拟系统的容量小，频谱利用率低，保密性 能差以及不同系统不能兼容等不足，促使人们研制出以欧洲的g s m 系统、美国l s - 5 4 和 l s 9 5 、日本p d c 等系统为代表的第二代数字移动通信系统。第二代数字移动通信系统能提 供数字话音通信，以及电路交换的低速或中速率的数据通信，改善了第一代系统存在的不足 1 2 1 由于第二代数字移动通信系统在很多方面仍然没有实现人们最初的目标，比如统一的全 球标准；同时也由于技术的发展和人们对于系统传输能力的要求越来越高，几千比特每秒的 数据传输能力已经不能满足某些用户对于高速率数据传输的需要，一些新的技术如1 p 等不 能有效地实现，这些需要是高速率移动通信系统发展的市场动力。在此情况下，具有 9 - 1 5 0 k b p s 传输能力的通用分组无线电业务( g p r s ：g e n e r a lp a c k e tr a d i os e r v i c e s ) 系统和 其它系统开始出现，并成为向第三代移动通信系统过渡的中间技术。 随着社会的发展，技术的进步，国际间的交流合作日益频繁，人们希望移动通信系统能 和固定网一样提供将话音、图像、数据等综合在一起的交互式多媒体业务，这是目前正在营 运的第二代系统所不能满足的。因此，人们的目光开始向第三代移动通信系统转移。在提交 给i t u 的关于第三代数字移动通信系统的各种方案中，欧溯提出的基于g s m 的w c d m a 、 北美提出的基于i s 9 5 的c d m a 2 0 0 0 和中国提出的t d - s c d m a 将是主流技术，采用码分多 址的空中接口标准已基本达成共识。 c d m a 系统的主要关键技术包括i l 】： 初始同步与r a k e 多径分集接收 高效信道编译码技术 智能天线技术 多用户检测技术 快速功率控制技术 现行w c d m a 规范完全符合i m t - 2 0 0 0 的要求，包括在室内外小区环境下，能够支持的 东南大学硕士学位论文 最高速率为2 m b i t $ ，在大范围内为3 8 4 k b i t s ，而且既支持高速包交换数据，又支持高速的 电路交换数据。然而。为了满足将来对包数据业务的需求，需要大大增加数据数率，尤其是 下行，h s d p a 是3 g p p 第5 版的工作项目。h s d p a 的主要目标是使w c d m a 的尽力而为 的包数据业务下，能够支持的数据速率范围大概是8 - 1 0 m b i t s ，远远超过i m t - 2 0 0 0 的2 m b i t s 的要求。而且h s d p a 能够使w c d m a 获得更加低的延迟，和更高的容量。 快速的数据分组调度是实现高速下行数据传输的关键技术之一。在h s d p a 中，为了提 供高速的数据传输，必须改变传统的信道适应技术( 功率控制) ，提出了自适应调制编码技 术( a m c ) 和混合自动重传请求技术( h a r q ) 。 h s d p a 的主要目标有： 通过使用h s - d s c h ，实现高速下行包接入 峰值数据率要大大高于2 m b i t s 。目标的峰值数据率是1 0 m b i t s 与r e l e a s e 9 9 相比，系统的吞吐率大大增加 使用h a r q ，降低重传的时延 h s d p a 中使用了几种增强技术i l j ，包括： a m c ( 自适应调制编码) ，a m c 可以提供峰值数据率达到1 0 m b i t s 的技术潜力，而且 可以增强系统对信道状况的适应能力。 h a r o ( 混合自动重传要求) ，通过结a r q 和f e c ( 前向纠错编码) ，增强系统的传输 能力，将a r q 从r l c ( 无线链路控制) 层下移到p h y ( 物理) 层，降低重传的时延。 另外与a m c 结合，实现2 者的最佳点：a m c 实现对信道情况的粗糙的自适应，h a r q 实现对信道的精细的适应。 快速的分组调度，功能r n c ( 无线网络控制器) 到基站，大大加速了数据包的调度速 度。 f s c ( 快速的小区选择) ，每个1 啊( 传输时间间隔) 用户都可以在它的激活组内选择 信道情况最好的小区，从而增加系统的吞吐量。 更短的1 1 1 ，可以数据包的调度更快，使h a r q 的时延变小，使a m c 的信道适应更加 及时，f d d 中为2 m s ，1 1 ) - s c d m a 中为5 m s 。 m i m o ( 多输入多输出) ，使用多个发送接收天线，形成若干个互不相干的信道，在各 个信道中，通过正交扩频码复用，从而大大增加系统容量。 未来的通信将不可避免的采用第三代移动通信系统，因此要求具有远大于目前所实现 的通信容量( 尤其是对于系统的下行链路) 。其中可行的方法可以在用户终端采用多个接收 天线或者采用高级接收机技术，以减小干扰信号，从而实现低功率的数据传输。由于干扰和 通信容量成反比关系，干扰信号的减小无疑会使系统的容量增大。然而，发送信号的频谱效 率是有限的，因而，系统的通信容量仍受到限制。为了解决这个问题，可以使用发射分集技 术，即在通信系统的发射端也采用多个天线，以产生多输入多输出 ( m u l t i p l e i n p u t - m u l t i p l e - o u t p u t ，简称m i m o ) 基站一移动台信道。t e l a t a r 根据信息论证明： 采用m i m o 信道，可以很大幅度地增加系统的通信容量，从而在给定的每一用户信号带宽 ( 即符号速率或码片速率) 内，可以传输更多的信息。 2 第一章绪论 1 2 本文的主要内容 本文以c d m a 中的分集和均衡技术作为主要的研究方向，以h s d p a 的下行物理链路 为切入点，研究和探讨了分集和均衡相结合的技术。 本文由五个主要部分组成： 第一章简单介绍了移动通信发展的历史，一些主要系统的特点，特别地，介绍了h s d p a 的目标和主要技术，给出了论文的主要内容分析。 第二章介绍了h s d p a 下行链路中的分集技术包括发送时候的开环分集和闭环发送分 集，以及双天线接收分集，给出了几种情况下分集增益的仿真结果。 第三章详细讨论了多径衰落信道中的接收机技术，包括r a k e 接收机，c h i p 和符号级 别的l m m s e 均衡器，以及l m s 算法，并分别给出了相应仿真的结果比较。 第四章主要讨论了与分集相结合的均衡器结构，包括与开环发送相结合的s t t d 均衡， 与双天线接收分集结合的空时均衡和结合开环发送以及接收分集的s t r d 空时均衡，并分别 给出了相应仿真的结果比较。 第五章回顾了本文的一些主要的工作，指出了论文中还需要改进的一些地方。 第二章h s d p a 下行链路中的分集技术 第二章h s d p a 下行链路中的分集技术 2 1 多径衰落信道中的接收技术 多径衰落将导致接收机的性能产生严重的恶化。移动通信系统通常采用分集接收和均衡 技术来克服多径衰落的影响。以提高系统的性能。1 。 分集接收主要是通过联合接收多个独立分量来弥补某一分量上的信道衰落，而均衡则是 通过消除多径信道造成的符号间干扰来提高接收机性能。本章主要介绍分集技术。 2 1 1 分集技术 分集技术是以抗衰落为目标而提出的。分集是指在系统接收端使用若干独立的接收分支， 同时接收两个或更多输入信号，这些输入信号载有相同的信息且遭受的衰落互不相关。系统 分别解调这些信号，并按一定的规则将其合并，从而大大降低信道衰落的影响”1 。 2 2h s d p a 下行链路的发送分集 发射分集技术被第三代移动通信标准采纳。h s d p a 支持3 种模式的传输分集。2 种闭 环模式，一种开环模式。闭环模式下天线信号被加权来达到最大的s i n r 在终端。天线的权 重根据终端反馈的信息来从一个固定的集中选择。2 种闭环的最大的差别在于闭环l 采用4 个权重的集合闭环2 采用1 6 个权重的集合。权重以s l o t 为单位。传输分集的效果在f l a t 或者近似f i a tf a d i n g 下最有效。 2 2 1 开环发送分集 近年来，对m i m o 系统容量的研究使得在采用发送分集和接收分集情况下的空中无线 容量大大增加了，也有人把编码调制和分集技术有机的结合起来，尽量接近m i m o 的系统 容量，空时码应运而生1 1 1 。 2 2 1 1 空时码 空时码主要分为： 空时格码( s t t c ) 空时块码( s t b c ) 分层空时码( l a s l ) 空时块码对发送端的发送采用正交设计的码字，在接收端采用基于线性处理的最大似然 译码算法。空时块码能够保证给定和接收天线时的最大分集增益，而且译码算法非常简单。 h s d p a 下行链路的开环发送模式下中已经采纳了空时发送分集( s t t d ) 属于空时块码。 事实上，开环发送分集时，仿真中的h s s c c h 和h s d s c h 在符号级别上采用了下图2 1 所示s t l d 编码。 5 东南大学硕士学位论文 信道比特 回弼天线2 叫 图2 - i 天线1 和天线2 的 s t t d 编码信道比特 2 2 1 2h s d p a 下行链路开环发送时的公共导频结构 h s d p a 下行链路开环发送时公共导频信道也需要作下图2 - 2 所示的变换【4 】： 天线l 天线2 l a i a l a l a l a i a i a l l nl a i a l a l a l a l a i a l a l aa i a l a l a i “k i l i a 1 a l l i 一一一l i l a l n 一k“i i m f 1r1 s l o t # 1 4s l o t 粕 s l o t # l f m 批鲥 帧再 f 珊删1 + l 图2 - 2 开环发送时的导频 2 2 1 3h s d p a 下行链路开环发送和接收结构 考虑到上面的编码，发送端的结构可以表示如下： 。 7d 7 d j 一车 空时 碟巳 发送 分集 吨h ， 1 t j k 入 a 图2 - 3 开环发送时发送端示意图 6 c c 乙 线l 线2 第二章h s d p a 下行链路中的分集技术 图2 - 3 中c 三和c ：是正交变增益扩频码，分别作为用户数据信道和公共导频信道的信道 码；c ：一6c p , 一b 分别是用户数据信道和公共导频信道的复扰码。 设发送连续的两个数据符号d j ( m ) 、d 2 t m ) ，则扩频加扰后的信号可表示为 s ( m ) = 西1 6 0 ( m ) b i ( m ) 垃 ) 岛( m ) a o ( 坍) a l ( m ) p 1 2 ( 珥) p 1 ，( 帕 ( 2 1 ) 频率选择性信道可以等效于一个系数是时变且统计独立的抽头延时线模型。假设两个发 送天线相隔足够远以保证两个天线上的信号衰落相互独立。由于两个发射天线上的导频信道 的符号序列相互正交，所以可采用两个r a k e 接收机分别估计这两个信道。其接收信号的 等效低通表示为： 2l ，( f ) = h a ( t ) s ( t - r , ) + n ( t ) ( 2 2 ) i - if 1 1 其中 ( f ) ) 为对应于两个发射天线的l 个多径的信道衰落参数，服从零均值复高斯分 布， 白) 为两个发射天线的三个多径的相对延时，r f l f f 2 多径分集，当传输的信号带宽远大于信道的相干带宽时，可以用1 i v 的分辨率来分 辨多径分量。若信号的时延扩展为l 秒，则共有l 矽条可分辨的多径分量。因此可将 多径分集视为一种特殊的频率分集方式。为了分辨出多径信号，需要采用具有良好自相 关特性的扩频信号，相应的最优接收机被称为r a k e 接收机。 常用的分集技术还包括接收角度分集和极化分集。此外，联合运用交织与编码同样可以 使码字中的码元所遭受的衰落互不相关，可以认为是一种隐分集技术。 信号经过分集接收以后，还要经过合并才能得到分集增益。常用的合并方式有： 最大比合并( l a x i m u br a t i oc o m b i n i n g ，批c ) 合并时对信噪比高的支路以较大的加权，对信噪比低的支路以较小的加权，对无信号的 支路与以去除。利用切比雪夫不等式可以证明，分集合并后的信噪比达到最大值。最大 比合并需要测量出每个支路的信噪比来调整增益系数，因而实现起来较复杂。 等增益合并( e q u a lg a i nc o m b i n i n g ，e g c ) 用加法器把各分集支路的输出简单叠加。当分集支路数较多时，等增益合并与最大比合 并相差不多，仅差约l d b 左右。 选择式合并( s e l e c t i v ec o m b i n i n g ，s c ) 合并器从多个接收信号中选择具有最高信噪比的支路作为输出，则输出的平均信噪比高 于任何一个支路的平均信噪比。但此方法在任意时刻均只利用了一个支路的信号，因此 效果最差。 2 4 分集性能分析 本章主要给出了，单链路时候的结果和双天线开环发送，以及单链路对双天线接收时 r a k e 接收机的结果对比。 2 4 1 仿真平台 图2 - 5 给出了仿真的系统模块组成的仿真平台。 9 东南大学硕士学位论文 图2 - 5 仿真平台 下面的表格分别给出了发送端信道之间的功率配比，o c n s 组成，仿真的环境和参数 以及h - s e t 3 固定参考信道。 表2 - 1发送端码道的配比以及功能 物理信道参数值 p c p l c he c i o r1 0 d b p c c p c he c l o t1 2 d b s c he c l o r1 2 d b p l c he c i o r1 5 d b d p c h e c l o t1 5 d 8 h s s c c h1e c i o r 具体设定 h s s c c h2e c i o rd 叮_ ) ( d h s s c c h3e c i o rd 仪d h 孓s c c h4e c i o rd t x d h s p d s c he c i o r具体设定 信道化码( s f _ 1 勰) 相当功率l d b ) 20 32 o c n s 4- 2 5_ 4 61 7- 3 必要的功率，使得l o t = 1 表2 1 中，p - c c p c h 的平均功率是和s c h 共享，s c h 信道功率由p - s c h 和s s c h 平 均分配，h s s c c h l 代表其对应的1 有效，h s s c c h _ 2 、h s - s c c h _ 3 、h s - s c c h _ 4 未 分配功率，无信号，o c n s 干扰由6 条码道合成。 在3 g p p 规范中，给定了6 种h s d p a 固定参考信道，本文的仿真中，统一采用h s e t 3 ， 如下表。 1 0 第二章h s d p a 下行链路中的分集技术 表2 - 2 固定参考信道h s e t 3 参数单位值 平均信息b i i 率k b p s 1 6 0 12 3 3 2 t t i 间隔 t t l s 11 h a r o 进程数目进程 66 每个t t i 信息吮 b i t s 3 2 0 24 6 6 4 编码块数 块11 每个t t l 的b n 数 b i t s4 8 0 0 7 6 8 0 码率06 70 6 1 码道数码道 54 调制方式q p s k1 8 q a m 仿真中，采用的其他参数，如码片速率、信道估计方法、传输信道类型等参见下表： 表2 - 3仿真环境和参数 参数设定 码片数率 38 4 m c p s h s d s c h 固定参考信道 h s - d s c h 可变信道 h s d p a 控制信道描述 4 个h s c c h o c n s e c i o r 中的总的正交性千扰 d l d p c h 参考信遒 1 22k b d ld p c h 闭环功率控制 关 信道估计 r x a g c 关 h s - p d s c h 导频信道比例 估计值 信道同步时的采样速率接收端采样率为4 s r r c 脉冲成型o n 传输信道类型 a w g n i t up a 3 。l t up b 3 。i t uv a 3 0 ，l t uv a l 2 0 信道映射 a 巾变换的b n 数 浮点 h - a r q 进程最大数目 4 h s - d s c h 传输数目 1 t u r b o 译码 m a x l o g m a p 一7 次迭代 l 。 - 6 0d b m p * c c p c h 与接收端无关的随机符号侍输 p l c h 与接收端无关的随机符号传输 a c k n a c k 反馈错误率o u e 测i 式t t 告错误率 o 东南大学硕士学位论文 2 4 2 仿真结果及其分析 图2 - 6 到2 - 8 给出了单链路和双天线开环发送分集下的r a k e 接收机的结果的比较，其 中信道估计采用时域自相关法，积分长度去2 0 4 8 c h i p ，每5 1 2 c h i p 刷新一次，r a k e 接收机 采用6 个抽头，以后的结果分析都是固定l o r l o c 的前提下，变化e c i o r 观察q p s k 和1 6 q a m 的仿真结果，其结果建立在h - s e t 3 的基础上的，q p s k 情况下分配给用户的码道数为5 ，q a m 情况下分配给用户的码道数为4 ，以后的章节的平台设置也是这样的，吞吐量的单位为k b p s ： 芎枷 暑哪 l7 0 0 卜 铷妇卜哺h - o 嗍h 司p s 哺 韦器划 l ，匕 + 侈 刁 o 一：彬一j 一 乡| 图2 6 al o r i o c = 1 0 d b 时3 0 k m 下单链 和开环的q p s k 比较 瑚 暑枷 暑3 0 0 f 瑚 善啪 蓍蛳 f 枷 铷钿件憎蛔- o 争相h “挣5 k 蛐 卸咖h _ o p _ 侣h 日 岫 三匡料r e k e ； 一。乒 一移一 乒。一一 丌 l ，乡7 一7 乡 二- ，一l 二 i 图2 - 6 - bl o r i o c = 1 0 d b 时3 0 k i n 下单链 路和开环的1 6 q a m 比较 ； 2 一叩4 h k 酣 一 7 1 一办 r f 形 二一一；一i 一一i 一+ + l 图2 6 - cl o r i o c - = ( ) d b 时3 0 k i n 下单链路和开环的q p s k 比较 从图中可以看到，3 0 k i n 下存在可以分辨的多径，r a k e 接收机自身可以获得一定的分 集增益，单链路获得了良好的性能虽然r a k e 接收机在开环的时候利用多径能量提供了 更多的分集增益，但是由于开环时的总的发送功率不变，导致每条径的信噪比平均下降，从 图2 - 6 一a 可以看到在信噪比相对较高的时候，噪声相对增加是制约性能改善的因素，图 2 - 6 b 可以看到1 6 q a m 在3 0 k i n 时，2 者相对比较接近，虽然1 6 q a m 对于噪声更加敏感， 但是这个时候的分集增益部分弥补了这个损失，图2 6 - c 是较低的信噪比环境，对于噪声 是影响性能的主要因素，这种环境下由噪声影响加剧不利影响和分集带来的有利影响相互制 约，基本持平。 1 2 第二章h s d p a 下行链路中的分集技术 o 盖啪 拿瑚 呈啪 卜 l 抽b p 睹h 日p s k - 1 b 上一r a k e 一_ 一一 一j r a “一一 一一r ? ：，乇| t 一一 。 一+ 多 j ! - _ 一y 一一一一一 一一 _ 图2 7 一al o r d o c = 1 0 d b 时p b 3 下单链路 和开环的q p s k 比较 盖” 舌 l 3 0 0 舌 加 置枷 詈啪 枷 珀计甜暗寸p 柏拍- h o d b ：嚣划。 一 ，、， 一形 - 一一一 一彳一- 一一j * _ 。一 ：乡 一“ 一 -p 髟7 一j 一一 ，i 。一一 一 p b 3 - 曙蛔叼p 相h 卜苷s - 删b 图2 7 - bl o r ，i o c = 1 0 r i b 时p b 3 下单 链路和开环 6 q a m 比较 h 一一上!= 剑一一l 一；一一一 一 ， 。力 一一卜一一 ? 0 一一一 7 ， 夕 图2 - 7 - ci o r ，i o c = 0 d b 时p b 3 下单链路和开环的q p s k 比较 图2 - 7 a 到圈2 7 - c 显示，p b 3 同样时多径信道环境，r a k e 自身能够获得一定的分集 增益，在开环时由于每条径上面的信噪比下降和提供的分集增益在3 种仿真环境下，和3 0 k i n 的情况是大致相似的。 p 伽h _ o p 憎h 司免i “o d b 一寸：慧j 卜；一 一一 一 i 一一l一一夕一 ： 一：一 一7 盘 耳 p 箕h 嘲寸争a 蛔拍d o d b r a _ 1 一；形 一 洲 r 一一) ! 陟7 一一一 一jz + 一一一 图2 - 8 一ap a 3 下单链路和开环比较 图2 - 8 一b p a 3 下单链路和开环比较 1 3 撕挪御哪蛳 ；暑。，ec卜 蛳 蛳 懈 5a吾，e二卜 东南大学硕士学位论文 葛枷 呈 宇枷 2 枷 p a 3 - r a k e i ) p - m k e - q p s k - 0 d b e 嚣划，一一卜一一一- 一一 一 卜一? 卜彤一 r 卜一 - 形么一 ll 笏； 一一：膨一一 一一一；一一一 么i； 图2 8 - cl o r f l o c = 0 d b 时p a 3 下单链路和开环的比较 p a 3 是单径信道模型，这个时候的r a k e 并不能获得时问分集增益，从图2 - 8 a 可以 看到在较高的信噪比时，这个时候r a k e 接收并不能获得时间分集增益，制约性能的是深 衰落，开环提供了2 条可分辨的径。使得两条径同时衰落的可能性大大降低，这个时候的开 环相对于单链路能够获得1 - 2 d b 的增益，图2 - 8 - b 中可以看到1 6 q a m 在高信噪比下抑制开 环性能提升的因素是噪声，虽然提供了分集增益，两者的性能是很接近的，图2 - 8 c 信噪 比较低，在e c f l o r 较高的时候开环略好于单链路，随着e c ，i o r 的减小，两者性能相似。 图2 - 9 到2 1 2 给出了单链路和双天线接收的r a k e 接收机结果和比较分析： 1 瑚 ，脚 铷 枷 1 瑚 芎珊 呈1 1 0 拿1 0 0 0 1 w o 卜咖 m 啪 蛳 1 2 0 k m - r a i w r a k 2 r x - q p s k - t o d b r e l 一“一一r 一r a k e - 2 r a l l 7 一 一 一一拜一 一一。一一一 一一，一一l 一 一一卜 萨 ， j ，7 、一一一一一髟一 一一： l - 一一； 一手i i j j ；二i 图2 9 - al o r l o c = 1 0 r i b 时1 2 0 k m 下单链路 和双天线接收q p s k 比较 j 4 哪 苫瑚 暑啪 墨蛳 看枷 1 2 0 k m - r a k e - r a k e - 2 r x - o a m - 1 0 d b 二= j z “9 “一力 一 ；，7一7 7 0 ， 一7 f7 ，- 一 一： - 一二三一j ；_ k - - 一一 图2 - 9 - bl o r f l o c = 1 0 d b 时1 2 0 k m 下单 链路和双天线接收的1 6 q a m 比较 第二章h s d l a 下行链路中的分集技术 啪 叫 枷 咖 ；5 0 0 暑 雪枷 呈枷 卜 1 2 0 k m - r a k e - r a k e - 2 r x - q p s k - 0 d b 7 二| ： 一一一? 一一矿 一 一夕( ， -。_h。 一 一 ，u - 一 一一 + 一 图2 9 ci o r i o c = o d b 时1 2 0 k i n 下单链路 和双天线接收q p s k 的比较 3 0 h n 憎h j h 2 融一c 晴i 啪 一- 一r 3 k e ji 三 乡嗣 一一一一一o 一一 - l 一二，一 一一；一- 一弘一一 一z 一一卜一一 _ l - 1一 ； 一 彳 一 - 一一 一 j-jl一t 一一一一一一u 一一一 f 一- 一- - l ，一 一一一 一一- u。一i 一 一1 0 - bl o r f i o c = 1 0 d b 时3 0 k m 下单链路 和双天线接收1 6 q a m 的比较 3 0 b 啪h h 锄睡翻h 艄k o 帕 ：篙玉一 一 j 一一4 - 一一，7 一一t 一 “ 一一一，一7 z it r 7 f 一一一o ， _ + ， 图2 - l o - al o r i o c = 1 0 d b 时3 0 k i n 下单链路 和双天线接收q p s k 的比较 ，啪 枷 啊 瑚 芎哪 盖娜 枷 毒 蛳 埘 ， 铷帕n 怕山h 之融“誓噶k 螂 土渊 +；， 。y 。 ； 一一 ( 一 一一 ，一j “一 。? 彳一一一r ， 图2 - 1 0 - al o r i o c = 0 d b 时3 0 k i n 下单 链路和双天线接收q p s k 的比较 p b 3 - r a k e - r a k l - 她- q a m - 1 0 d b 二二 一p , a k s i。- 一一t 一一j - 一k r a 日。刊 一_ + 一十一一： 一- ，一 一一- 一一r u ”一 一衍 ； 一一 - 一 一一一_ - - - 一一 一 一1 图2 1 1 ap b 3 下单链路和双天线接收比较 图2 1 - bp b 3 下单链路和双天线接收比较 1 5 东南大学硕士学位论文 葛 呈蛳 荟枷 卜枷 p b 3 - r a k e - r a k e - 2 r x - q p s k - 0 d b - 仁亡瑁夏f 1 一一一 i b ! 苎鲤烈 一- 。 ，一 r 一 7 一一。 7 叶 一一一 ：- ；一一；一 图2 - ii - cl o r l o e = 0 d b 时p b 3 下单链路和双天线接收q p s k 的比较 双天线接收相对于单链路提供了比原来多一倍的分集增益，同时使得接收端的复杂度增 加，从图2 - 9 到2 - 1 1 可以看到，在i o r i o c = l o d b 和i o r l o e - - 0 d b 时q p s k 和1 6 q a m 均能够获 得差不多3 d b 的增益。 p a 3 - r a k e - r a k e - 2 r x - ( 譬s k - 1 0 d b 夕一 一匕!剑i ：乒一 j 一一一 t 一卜一 7 zl 一一：一l ；l r = 一e q d m 图2 1 2 - al o r l o e = 1 0 d b 时p a 3 下单链路和双 天线接收q p s k 的比较 1 6 q h 曲啊出 翻h c 阱1 啪 毒r j 辜乡一| 一一- ，1一 一r 一一 j 7 一- y 。十，一i 7 十r 一一 ，一 一一2 一j 一一t 一一l 一一 一_ 一j 一- p 一一一 ”y 一 一 ；一1 - u 图2 - 1 2 - b i o r l o c = 1 0 d b 时p a 3 下单链路 和双天线接收1 6 q a m 的比较 ：嚣嚣嚣嚣嚣： ；43c卜 第二章h s d p a 下行链路中的分集技术 谢 茎唧 ；蛳 f 枷 p a 3 - r a k e - r a l c e - 2 r x q p s k 0 d b 一：二f 占i 磊+ i - 一一；7 丛型s 一一一_ _ 一 ：j ，- 2 ； ，_ jjjo p 一一j 一 彳一 ；u _ 一一 ： i 一 z 二 一 图2 - 1 2 - cl o r l o c = 1 0 d b 时p a 3 下单链路和双天线接收q p s k 的比较 在信道只有单径的环境下接收分集的效果最为突出，基本上，图2 - 1 2 - a ，图2 - 1 2 - b 图2 - 1 2 - c 都显示了双天线接收分集比单链路提供了3 - 4 d b 的增益。 7 第三章h s d p a 下行链路中的均衡技术 第三章h s d p a 下行链路中的均衡技术 多径衰落将导