本科毕业设计CDMA通信系统中功率控制研究Word格式.doc

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指导教师：

答辩组负责人：

填表时间：

2012年6月

45

大学学院毕业设计（论文）任务书

设计（论文）题目CDMA通信系统中功率控制研究

学生姓名系别电子信息工程系专业通信工程班级

指导教师职称联系电话

教师单位大学下任务日期_2012__年_3__月_6__日

主

要

研

究

内

容

、

方

法

和

求

主要内容：

CDMA技术是第三代移动通信的核心技术之一，是干扰受限系统，随着用户数的增多，干扰会越来越大，最终导致信号无法正确检测，干扰的大小严重影响系统容量和通信质量。

功率控制是克服这些问题的技术，同时采用适宜的发射功率还有助于提高移动终端电池的使用寿命。

研究内容：

1.了解移动通信系统中功率控制技术

2.重点研究CDMA系统中的功率控制技术

3.分析研究CDMA系统功率控制的各种算法

4.对算法结果分析

方法及要求：

掌握通信系统中功率控制技术为基础，对功率控制算法进行研究分析，比较不同算法的优劣。

学生应具备较好的查阅资料能力、较好的学习能力。

进

度

计

划

第4周-第五周，论文相关资料查询；

第6周-第10周，完成论文理论研究；

第10周-第12周，完成初稿；

第13周-第14周，论文修改，完成论文第二稿；

第15周，论文定稿，准备答辩。

参

考

文

献

[1]任锋、曹达仲，"

DS-CDMA系统中的功率分配算法的研究”《邮电设计技术》1999年第9期

[2]任锋、曹达仲，“第三代移动通信系统中的多载波CDMA"

《99天津市面向21世纪信息技术、电子技术、仪器仪表技术与产业战略研讨会暨学术会议》，1999年9月

[3]孙立新、刑宁霞著CDMA（码分多址）移动通信技术》人民邮电出版社，1996.5

[4]吴伟陵．移动通信中的关键技术北京：

北京邮电大学出版社，2005

指导教师签字：

年月日

教研室主任签字：

年月日

备注：

此任务书由指导教师填写，并于毕业设计（论文）开始前下达给学生。

摘要

CDMA技术是第三代移动通信的核心技术之一，具有抗干扰能力强、抗多径衰落、软容量、保密性高、频带利用率高、数据速率高等优势。

但是，CDMA系统是干扰受限系统，随着用户数的增多，来自其他用户的干扰会越来越大，最终导致信号无法正确检测，干扰的大小严重影响系统容量和通信质量。

功率控制是克服这些问题的技术，其根本目标就是克服多址干扰，提高系统容量，消除远近效应，补偿信号衰落现象。

与此同时，采用适宜的发射功率还有助于提高移动终端电池的使用寿命，从而延长其使用时间。

本文通过分析CDMA移动通信的关键技术之一：

功率控制技术。

对于CDMA系统来说，采用有效的功率控制技术是提高无线通信系统容量的主要方法之一。

针对于此，本文深入分析了CDMA系统中的功率控制技术，并给出了应用于CDMA系统功率控制的自适应变步长功率控制算法。

最后，通过分析结果表明：

自适应变步长功率控制方案与固定步长算法仿真的比较，得出这种算法通过动态改变可以更加适应功率的变化，有效降低中断概率，收敛速度大大加快的结论。

【关键词】码分多址功率控制自适应变步长算法中断概率收敛速度

ABSTRACT

CodeDivisionMultipleAccess（CDMA）isoneofthemostimportanttechniquesfor3Gmobilecommunication,whichhasadvantagesinanti—interference，highsecurity，anti-multipathfading，softcapacity，idealbandwidthefficiency，highdatarateetc．CDMAsystemsareinterferencelimitedcommunicationsystems．Withtheincreaseofnumberofsubscribers，interferencefromotheruserswillincrease，whichcauseserrordetectionofsignalandfurtherlossinsystemcapacityandperformance.Powercontrolisoneofkeytechnologiestoovercomeabovementionedproblems.Itisabletocompensatesignalfading，suppressinterferenceandincreasesystemcapacity．Inaddition,powercontrolcanalsominimizethemobilestationtransmittingpower，therebyextendingthebatterylifeofmobilestations．

ThroughtheanalysisofoneofthekeytechnologiesinCDMAmobilecommunication:

PowerControl.ForCDMAsystems,powercontroltechnologyisoneofthemainmethodstoimprovethecapacityofwirelesscommunicationsystems.Inlightofthis,in-depthanalysisofpowercontrolinCDMAsystems,havinggiventhepowercontrolusedinCDMAsystems,adaptivevariablestepsizepowercontrolalgorithm.Atlast,thesimulationisdoneandtheresultshowstheproposedschemehasbetterperformanceandcancompensatethechannelfastfadingquicklyandexactly.

【Keywords】CDMAPowercontrolAdaptivestep-sizedpowercontrol

OutagepercentageConvergencerate

目录

第一章绪论 1

第一节课题的背景及目的 1

第二节国内外的研究现状 1

第三节论文的结构 2

第二章CDMA通信系统的功率控制技术 3

第一节CDMA移动通信系统的特点 3

一、CDMA定义 3

二、CDMA技术的主要优点 3

三、CDMA系统的关键技术 5

第二节CDMA通信系统的功率控制技术原理分析 6

一、功率控制的作用 6

二、功率控制的必要性 7

三、功率控制的基本依据 8

第三节功率控制技术的分类 8

一、反向功率控制与前向功率控制 9

二、集中式功控与分布式功控 11

三、开环功率控制与闭环功率控制 11

四、固定步长功控与变步长功控 13

第四节CDMA移动通信系统的功率控制方案 13

一、IS-95中的功率控制方案 13

二、第三代移动通信系统中的功率控制技术 14

第五节 小结 14

第三章CDMA通信系统中功率控制算法 16

第一节功率控制算法性能的衡量 16

一、中断概率 16

二、收敛速度 16

三、用户的平均发射功率 17

第二节集中式与分布式功率控制算法 17

第三节 传统的固定步长功控算法 18

第四节变步长功率控制算法 20

一、变步长功率控制算法的发展历程 20

二、自适应变步长功率控制算法 20

第五节小结 21

第四章功率控制算法结果分析 23

第一节固定步长算法程序流程 23

第二节自适应变步长算法程序流程 25

第三节结果分析 27

第四节小结 30

第五章 总结 31

第一节 文章总结 31

第二节未来工作与展望 31

致谢 33

参考文献 34

附录 35

一、英文原文 35

二、英文翻译 41

第一章绪论

第一节课题的背景及目的

CDMA移动通信系统是干扰受限系统，同步干扰决定了系统容量。

而功率控制是有效降低同频干扰的方法，是CDMA移动通信系统中重要的手段。

目前最常用的功率控制算法分为两种：

一种是基于优化；

另外一种是基于反馈；

两者都以传统的固定步长功率控制算法为基础的。

所说这种固定步长的“乒乓式”控制方法存在一定的问题，例如：

稳定性差，过调量大，上升时间短等。

在CDMA系统中，用户信号在到达基站时必须满足传输业务的SIR要求，同时尽可能降低移动终端的发射功率，否则系统容量会降低。

由于基站与本小区各个用户之间的距离不同，信号传输的路径不同，存在严重的远近效应。

而且在CDMA上行链路中存在路径损耗的慢速的阴影衰落，快速的多径衰落等。

为了解决这些问题，在传统固定步长功率控制算法上加以改进的自适应变步长功率控制算法无疑起到了决定性的作用。

简而言之，自适应变步长方案信噪比稳定，能够根据信道预测来改变步长，从而很快补偿信道衰落对接收信噪比的影响；

因此针对自适应变步长功率控制算法的这些优点，本文给出一个自适应功率控制模块，能够及时的补偿信道快衰落，保持基站接收功率的平稳，最后通过结果分析得出这种算法动态改变步长可以更加适应功率的变化、收敛速度大大加快的结论。

第二节国内外的研究现状

CDMA系统是干扰受限系统，某一用户的发射信号和接收信号对小区内的其他用户而言就是干扰，采用功率控制技术，减少系统内用户的相互干扰，使系统容量最大化[1]。

另外，功率是通信系统的有限资源，如何在满足更多用户QoS条件下，尽可能地降低发射端的发射功率就是功率控制的核心问题。

J．M．Aein在研究卫星通信系统共道干扰的管理问题中，提出