3G演进系统的上行多址及随机接入技术研究.docx

3G演进系统的上行多址及随机接入技术探讨摘要3G演进系统中的上行多址是由上行以及下行两种链路组成的，目前基于3G技术的上行链路是探讨者关注的重点，因为其中要解决的问题还比较多。因为上行链路端口有别于下行链路，所以适用于下行多址的OFDM方法不能干脆移植到上行链路中。而且现代社会中的通信越来越显现出面对IP服务的标准，基于此，随机接入技术改进也是亟待进行的探讨。该论文就是以上行多址以及随机接入为探讨对象，通过对IFDMA以及DFT-SOFDM两种不同的上行多址方案的模型、性能的分析以及二者的比较分析，以期提出有效的上行多址方案，同时提升随机接入技术；在进行随机接入技术的探讨中，以方案的提出以及性能论证为探讨方法，得出了DFT-SOFDM方案的运用具有更大的优势；此外论文还进行了能提升用户数量的分类接入以及能够提升系统运用效率的同步随机接入和异步随机接入方式的探讨。关键词：3G演进；上行多址；随机接入；Abstract3Gevolutionsysteminuplinkmultipleuplinkanddownlinkiscomposedoftwolinkcomponent,basedonthecurrent3Gtechnologyuplinkfocuson,becauseoftheproblemtobesolvedismore.Becausetheuplinkportisdifferentfromthedownlink,soisapplicabletodownlinkmulti-accessOFDMmethodcannotbedirectlyextrapolatedtouplink.Butinmodernsociety,communicationincreasinglyrevealedfaceofIPservicestandards,basedonthis,randomaccesstechnologyimprovementistostudy.Thethesisisabovethelinemultipleandrandomaccessastheresearchobject,basedontheIFDMAandDFT-SOFDMoftwodifferentuplinkmultipleaccessschememodel,performanceanalysisandcomparativeanalysisofthetwo,inordertoputforwardeffectiveuplinkmultipleaccessscheme,whileimprovingtherandomaccesstechnology;intherandomaccesstechnologybasedon,toplanandperformancedemonstrationresearchmethod,obtainedusingDFTSOFDMschemehasmoreadvantages;inadditionthepaperalsocarriedoutcanimprovethenumberofusersaccessandimproveclassificationefficiencysynchronousrandomaccessandasynchronousrandomaccessmoderesearch.Keyword:3Gevolution;uplinkmultipleaccess;randomaccess第一章绪论 1.1探讨背景与意义为了适应现代社会的发展，移动通信的发展已经呈现出了业务类型以及服务方式丰富多样的特点，同时对信息数据的传播速度也提出了新的要求，并且移动通信系统的康平率以及抗干扰的性能都有待提高。面对这种状况，以及被运用的OFDM已经较好的解决了这个问题,但是OFDM的弊端在于峰均功率过高，这样信息数据的发送端口又难以满意其要求。该论文就是在这样的一个背景下，进行了IFDMA以及DFT-SOFDm方案以及技术的探讨，旨在保证OFDM技术的优点发挥基磔上，改进其弊端，以优化移动通信的服务。IFDMA技术探讨始于1998年，但真正将该技术投入运用的是2005年实行的3GPP安排。该技术突出的优势在于抗干扰性能较高，而且有效地避开了峰均功率过高的问题。但是目前IFDMA技术在信息接受以及对系统可能引起你的影响上的分析还不够完善，诸如其中的信息接受的时间、频率以及频率的偏转移位等问题的分析探讨，而这些正应当是IFDMA技术探讨中应当完善的她方。而DFT-SOFDM的探讨以及与IFDMA技术的分析比较，在很大程度也促进了移动通信中的上行多址的选择以及随机技术应用的提升。因为通信行业如今须要满意的是更为更高求的信息数据服务和传播，吟哦系统的服务终端口与基层端口之间的信息数据的转变速度比较快、次数也较多，因而对系统的随机技术的也提出了更高的要求，系统所须要的是运用效率高，资源消耗较小的技术设备，因而该文中的随机技术的探讨也鼓有巨大的意义存在了。 1.2选题的探讨现状移动通信的多行选址中的下行链路技术应用已经较为娴熟，其主要运用的是上文中已经也许讲解并描述过的OFDM技术，其信息数据传输的原理和程序可以以下表的形式表现出来,如图，1-2-1,用户数据图1-27OFDM发送端原理图OFDM在运用中最大的弊端在于带来的峰均过高，进而由此阴风很多问题。因而对于技术含量较高的上行链路的选址就不能接着选择OFDM技术。但是假使运用OFDM之前先进行FFT以及IFFT技术的转变，这种转变所依据的原理以及程序可以用下图的形式表现出来。如图1-2-2:X(0,n)取并转换星序图映射x(F点FT换NIFF变加护隔-*用串转换mM比待X(M-l,n)图1-2-2OFDM系统中的FFT转变原理以及程序图由上图可以看出，OFDM技术运用之前，假如先进行插入技术变换，就能有效地降低OFDM的运用过程中的峰均功率值。这种信息传播方式所能达到的结果与IFDMA方案的采纳存在异曲同工之处。在IFDMA方案的采纳时，首先要压缩并复制原始信息数据，再对各个用户调整之后，再与原始信号以及CP结合，最终进行传输。其显示图可以用下图的形式表现出来。如图1-2-3：QnAQ第二个用户第K个用户图1-2-3IFDMA方案采纳中信息与用户分布显示图就当今社会上行链路的运用状况来看，大多数状况下运用的都是稳定性质的DFT-SOFDM方式。而在随机技术的选择和采纳上，其方式则由很多种，即FDM、TDM.CDM等等都是其中的方式之一，然而就目前的随机技术的探讨和运用成果而言，其并不能有效地满意系统服务要求，因而加强随机技术的同步以及异步接入方式的探讨，以加快系统传输信息的高效方面的探讨还须要进一步加强。 13选题探讨内容介绍本论文中，笔者的探讨分为六个部分进行。第一章为论文的绪论部分。介绍的是基于3G演进系统的上行选址与随机技术的探讨背景以及意义；该选题目前的探讨现状，主要是以OFDM以及IFDMA技术为主进行了介绍，提出了上行选址以及随机技术应用的须要完善之处；以及本论文的探讨内容说明。其次章为上行选址中方案之一的IFDMA技术的说明，分别从该方案系统设计的模型以及性能两个方面进行了分析说明。第三章为上行选址中方案之二的DFT-SoFDM技术的说明，也是以模型和性能两个方面来进行分析，主要从mrc与Zf以及mmse三种技术方面进行性能的分析。第四章为将上述两种方案放在一起进行比较分析，分别从二者的繁复度、频度偏移等角度进行比较分析。本章的重点部分为二者的频率偏移的计算。第五章为论文的随机技术的探讨部分。在这部分内容中，包含了随机技术应用之前的前导序列的说明，显明地制定了前导序列的长短数据；接着进行了同步随机接入的问题，再者是异步随机接入技术的探讨。第六章为论文的结束语部分，包含了论文的总结以及展望内容。其次聿IFDMA技术的介绍说明 2.1IFDMA技术应用的模型分析总的来说，应用IFDMA技术进行信息的传输以及接受的基本流程图可以以下图的形式表现出来，下图27即为：图27IFDMA应用中信息传输与接受的流程图通过上图的展示，可以看出i客户所须要的信息数据的获得中间必须要通过速度较快的样本采集环节，信息数据输送过程是有相应的爱护间隔以避开输出过程中的干扰问题，然后再用各个用户所需的信息数据和各种各样的载波偏移量相乘，最终依据偏移量的不同来区分用户，上述所说的就是信息数据的调制程序，信息在经过调制程序之后才被发送。系统的信息接受端口在接到信息之后，首先将其中的爱护间隔以及调制取消，最终得到的就是i用户的所要求的信息了。 2.2lFDMA技术应用的性能分析在对IFDMA技术应用的系统性能分析中，笔者重点关注的是频率以刚好间均为同步与频率是否偏移对技术应用产生的影响。频率与时间均同步对FDMA技术应用的影响笔者在27节中已经就IFDMA技术应用模型进行简洁地说明，信息数据传输过程中，爱护间隔措施的采纳在很大程度上起到了抗干扰的作用，同时也使得降低了该技术应用中系统对时间的同步调的要求。然而假如彻底消退干扰的存在，其基本要求就是发送信息的用户以及接受信息端口的载波频率的步调是一样的，即频率没有发生偏动或者移位现象。然而要真正达到这样的要求，难度是比较大的，这是信息接受端口的频率一样，而发送信息的用户方面的频率则可能存在较大的偏差。频率均衡对TFDMA技术应用的影响IFDMA技术的采纳过程中，系统的信息数据的接受端口内部都会设计相应的频率均衡器，该设备的采纳在很大程度上能够对信息传输过程中可能产生的时间拖延或者幅度不合理改变进行调整，而且频率均衡器的设置基本上是智能化设备。被采纳的频率较大的均衡设备有MMSE、MRC、ZF三种，这三种设备的功能存在较大的差别，下文就是这三种设备技术的应用的比较性分析。各个信息用户发送信息的频率是呈现一种相互交叉的状态的，所以在信息端口接到信息之后将其中的爱护间隔取消后，再进行IFFT的技术转换，就会发觉计算信息传输频率均衡的方法了。先假设采集样本后的接受到的信息的长度为1.q,而且系统中的信息数据的接受端口只有一个的状况下，计算频率均衡的公式可以如下表示，如公式2-2-2而基于以上的信息频率均衡计算公式，再结合2-1节中所讲到的，将i用户的信息传输进行FFT与IFFT技术的转换，采纳的公式为2-2-3以及2-2-4o(0依据以上公式可以得到IFFT技术转换值为1,然后依据同样的原理计算当系统中信息接受端口为多个时，频率均衡值的计算方法。采纳的公式如下，公式2-2-5NtlM“"WT-Tm«0NU1V1也Ikl丛芦H公式2-2-5通过以上的公式的采纳可以得出这样的结论，系统中的信息接受端口较多时，信息的接受是以各个端口接受到的信息经过FFT技术转换之后，和相应端口的信息传输路径参数进行FFT技术转换后所得值相乘，乘积最终进行IFFT技术的转换而获得。正如笔者上述所言，各个信息端口接收到的信息的频率呈现出的是交叉状态，并非重合，这种状态在一般状况都保持稳定。此种状况下的信息频率均衡的程序可以分为以下几个：首先是将信息端口的信息进行FFT技术转换，依据信息发送的用户状况的不同采纳相应的调整方法，然后以信息发送的用户为依据进行FFT技术转换后的信息分类。然后是各个用户信息发送路径参数的PPT技术的转换，所得到的转换值为H(i),再均衡各个用户发送信息的频率。最终是频率均衡过的信息做ifft技术的转换，最终获得用户信息发送值x(i)。一般状况下，均衡信息频率的程序可以表示成如下图所示：除护隔删保间FFTifft用户2均衡户据离用数分图2-