0 引 言
CDMA技術(shù)是無線通信中的關(guān)鍵技術(shù),目前在IS-95系統(tǒng)、WCDMA、CDMA2000第三代移動通信中均有應(yīng)用,然而提高CDMA系統(tǒng)容量仍然是研究的熱點問題。CDMA系統(tǒng)容量受限主要是由于分配給不同用戶的PN序列互相關(guān)不為零所引起的多址干擾(MAI)及用戶自身引起的白干擾(即多徑干擾,MPI)。因此,減少多用戶引起的MAI和多徑傳播引起的MPI,可以提高CDMA系統(tǒng)的容量。
CDMA系統(tǒng)中,為了減少多徑衰落的不利影響,一般在接收端采用具有多徑分集功能的RAKE接收機(jī)。隨著智能天線技術(shù)的出現(xiàn),將天線陣的空域處理與傳統(tǒng)RAKE接收機(jī)的時域處理相結(jié)合,即構(gòu)成空時RAKE(2-D RAKE)接收機(jī)。文獻(xiàn)[2]最初提出2-DRAKE的概念,這種接收機(jī)將空域和時域結(jié)合起來進(jìn)行信號處理,相對于傳統(tǒng)RAKE接收機(jī)而言,性能有較大改善,它可將天線陣接收到的期望用戶多徑信號合并到一起,同時獲得時間分集和空間分集的好處。但傳統(tǒng)的空時RAKE接收機(jī)不能有效地抑制多用戶CDMA系統(tǒng)中的多址干擾和遠(yuǎn)近效應(yīng)問題。
多級干擾抵消通過對干擾信號重構(gòu)并從接收信號中刪除來改善系統(tǒng)性能和容量,而自適應(yīng)天線通過將主波束指向期望用戶,并將零陷指向非期望用戶減少干擾,與期望用戶到達(dá)角不同的信號則被削弱。文獻(xiàn)[3]中,將干擾抵消技術(shù)與自適應(yīng)天線結(jié)合起來,使系統(tǒng)性能大有改善。空時RAKE接收機(jī)與干擾抵消結(jié)合起來稱為聯(lián)合空時干擾抵消接收機(jī),但是此種接收機(jī)的主要問題是計算復(fù)雜性比較高,解決此問題的一個方法就是進(jìn)行預(yù)波束賦形,利用FFT波束形成器形成正交波束,使得從不同角度獲取信號功率更容易,因此,2-D RAKE接收機(jī)所需要的指峰數(shù)將減少且系統(tǒng)性能無損耗。本文系統(tǒng)地比較了傳統(tǒng)2-D RAKE接收機(jī),聯(lián)合空時干擾抵消接收機(jī),基于FFT匹配濾波的2-DRAKE接收機(jī)性能,主要從接收機(jī)結(jié)構(gòu)、工作原理出發(fā)進(jìn)行分析。
首先介紹接收機(jī)的信道模型及結(jié)構(gòu),然后分析了各種接收機(jī)的性能,最后得出結(jié)論并討論其中存在的一些問題。
1 系統(tǒng)模型
多用戶直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)采用BPSK調(diào)制方式,則每一用戶的等效傳輸基帶信號為:

式中:dk(t)是間隔為Tb的二進(jìn)制數(shù)據(jù)源信號:

ck(t)為用戶k的擴(kuò)頻波形,碼片間隔為Tc,有:
式中:aq(k)是第k個用戶在第q個碼片間隔的碼序列;

是等概率取±1的第j個數(shù)據(jù)比特;p(τ1,τ2)為矩形脈沖。假定信號服從多徑瑞利衰落,第k個用戶到達(dá)第l個陣元的信道沖激響應(yīng)為:
式中:N為信道多徑總數(shù);αk,i是信道復(fù)衰落系數(shù);τk,i為路徑延時;

為每一陣元的相位偏移,θk,i為第k個用戶在第i條路徑的到達(dá)角,d為陣元間距(一般取λ/2,λ為載波波長);τk,i為路徑延時,且θk,i和τk,i服從幾何單反射橢圓模型。因此,在第l個陣元接收到的信號為:
式中:n(l)(t)是均值為0,方差為

的高斯噪聲。
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