CDMA通信系统中的分布式功率控制算法及实现

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:tataba56
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本文的研究内容为第三代移动通信系统的关键技术之一:功率控制技术。采用功率控制技术可以有效地克服“远近效应”和“角效应”的影响,抑制系统干扰,增加系统容量。功率控制的目标是能够根据移动环境的变化快速调整发射功率的大小,使得既能够保证一定的通信质量又不对其他用户产生太大干扰。码分多址接入(CDMA)方式以频谱利用率高、抗多径、抗干扰、软容量、低功率、软切换、宏分集、频率规划简单以及用户接入方便等其它多址技术不可比拟的优越性被认为是未来移动通信系统的理想接入技术之一。针对于此,本文对CDMA系统中的功率控制问题进行了深入地研究,完成的主要工作和创新可概括如下:首先,依据功率控制准则,对功率控制原理和方法进行了分析探讨,在此基础上归纳了影响功率控制的主要因素,并且较深入的分析了这些因素对功率控制影响的技术领域,主要包括控制时延、控制精度、控制方法和控制算法等,为功率控制算法的设计及其实现提供了依据。其次,在分析集中式和分布式功率控制算法原理的基础上,通过对分布式功率控制迭代方法和控制技术的深入分析,归纳出了分析、构造迭代功率控制算法的通用框架;在此基础上,分析了几种典型的分布式功率控制算法,包括DAP(Distributed autonomous Power Control)算法、FDPC(Fully Distributed PowerControl)算法等,并从收敛性和迭代速度上进行比较,指出了这些算法的优缺点;最后通过设置发射功率的上限和下限,结合DAP和FDPC的优点,对传统的分布式功率控制算法进行了改进,仿真结果表明改进后的算法既有DAP算法的快速收敛优点,又具有FDPC算法的发射功率限定在动态范围之内的优点。第三,分布式功率控制中信干比和功控步长是影响控制效果的关键因素之一,因此针对功率控制算法的稳定性和有效性,从容量和误差的角度详细分析了信干比和步长的选择对功率控制的影响程度,同时分析了系统容量和功率控制稳定性的关系。最后,针对分布式功率控制算法迭代速度和收敛性这两个衡量标准,在性能较好的DAP算法的基础上,提出了一种新的分布式功率控制算法并解决了该算法在用户数量增加时不再收敛的问题,运用范数理论证明了算法在均方意义下收敛,仿真结果表明新算法能更快的收敛到目标值,这为实际通信系统的功率控制提供了一种新的技术实现途径。
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