Principio TD-SCDMA
No entiendo esto muy bien, pero hay tendencias y principios de desarrollo sobre esto en mi computadora.
1 Introducción
Todos los estándares principales del sistema de comunicación móvil de tercera generación WCDMA/TD-SCDMA/CDMA2000 utilizan acceso múltiple por división de código. El sistema de acceso múltiple por división de código CDMA es una interferencia. En los sistemas restringidos, existen interferencias de acceso múltiple, interferencias de trayectos múltiples y efectos cercanos y lejanos en la transmisión de información. Cualquier tecnología que pueda mejorar el rendimiento antiinterferencias del sistema puede mejorar la capacidad del sistema CDMA. Este artículo presenta las tecnologías antiinterferentes clave utilizadas en el sistema de comunicaciones móviles de tercera generación en vista de las diversas interferencias existentes en las comunicaciones móviles. Estas tecnologías incluyen: tecnología de antena inteligente de acceso múltiple por división espacial, tecnología de recepción RAKE para interferencias anti-trayectos múltiples y tecnología de detección conjunta para interferencias anti-trayectos múltiples. Se simuló el desempeño de estas tecnologías en sistemas específicos.
2 Antenas Inteligentes
Las antenas inteligentes utilizan una combinación de múltiples elementos de antena para realizar el procesamiento de la señal y ajustar automáticamente los patrones de transmisión y recepción para lograr un rendimiento óptimo para diferentes entornos de señal. La antena inteligente es una tecnología de acceso múltiple por división espacial (SDMA), que incluye principalmente dos aspectos: filtrado espacial y estimación de la dirección de llegada (DOA). La idea principal del filtrado espacial (también llamado formación de haces) es utilizar la distribución de señales, interferencias y ruido en el espacio, y utilizar tecnología de filtrado lineal para suprimir la interferencia y el ruido tanto como sea posible para obtener la mejor estimación de señal posible.
La antena inteligente controla la ponderación a través de un algoritmo adaptativo y ajusta automáticamente el patrón de la antena para que forme un nulo en la dirección de la interferencia, cancele la señal de interferencia y forme un haz principal en la dirección de la Señal útil para suprimir interferencias. El ajuste automático del coeficiente de ponderación es el proceso de formación de vigas. La formación de haces de antena inteligente reduce en gran medida la interferencia entre múltiples usuarios y también reduce la interferencia entre células.
3 Receptor 2D-RAKE
3.1 Principio del receptor 2D-RAKE
En la mayoría de los casos, la capacidad de las antenas inteligentes para suprimir la interferencia se ve afectada por el número de elementos de antena, y cuando hay múltiples rutas múltiples no correlacionadas en la señal de interés, la matriz solo retiene una de las señales y alinea los nulos con otras señales. De esta manera, la matriz puede reducir la interferencia causada por no. -trayectos múltiples correlacionados Sin embargo, no logra aprovechar la diversidad de caminos y, por lo tanto, no es óptimo. Por esta razón, la tecnología de recepción que combina el procesamiento en el dominio del tiempo y el dominio espacial se ha convertido en un punto de investigación.
Cuando hay un retardo multitrayecto extendido en el canal, y el retardo es mayor que un período de chip, estas señales multitrayecto no solo son interferencias multitrayecto, sino también algunas valiosas fuentes de diversidad, lo que da como resultado un receptor 2D-RAKE. En la actualidad, la aplicación más discutida del receptor 2D-RAKE es el enlace ascendente WCDMA.
El receptor RAKE espacio-temporal primero realiza la formación de haces en múltiples componentes de ruta con expansión angular para reducir la interferencia de acceso múltiple generada por otras señales de usuario que pueden resolverse mediante DOA o componentes de ruta múltiple no correlacionados de la señal deseada. Luego, la señal filtrada espacialmente se introduce en un combinador RAKE para explotar completamente la energía de múltiples rutas que retrasan la señal deseada resoluble. La formación de haces espacial tiene como objetivo atenuar las señales de interferencia, mientras que la combinación de trayectorias múltiples temporal tiene como objetivo explotar la señal útil.
A diferencia de la supresión de interferencias unidimensionales en el dominio del tiempo y el dominio espacial, la supresión de interferencias bidimensionales espacio-temporales ya no utiliza condiciones de cero forzado, sino que considera la presencia de ruido y utiliza criterios de optimización. Hay dos criterios de optimización bien conocidos en el procesamiento del espacio-tiempo, uno es el criterio de error cuadrático medio mínimo del espacio-tiempo y el otro es el criterio de máxima verosimilitud del espacio-tiempo (habitualmente llamado criterio MLSE de estimación de secuencia de máxima verosimilitud).
3.2 Configuración y suposiciones de los parámetros del entorno de simulación 2D-RAKE:
Enlace ascendente WCDMA, vehículo IMT-2000 Modelo de canal A, conjunto de antenas La antena adopta un conjunto lineal uniforme de 8 elementos, el conjunto El intervalo del elemento es 1/2λ.
Los parámetros de la capa física cumplen con los requisitos de WCDMA: 1) Frecuencia portadora: 2 GHz; 2) Velocidad de chip: 3,84 Mcps; 3) Velocidad de muestreo: 3,84*8 = 30,72 Msps; (16), DPCCH(256); 5) La codificación y el entrelazado de canales no se consideran 6) Codificación del código Kasami del usuario
3.3 Análisis de los resultados de la simulación:
(1) Cuando el La antena no está sobrecargada (el número de usuarios es inferior a 8). El receptor 2D-RAKE tiene importantes mejoras de rendimiento con respecto al receptor RAKE tradicional y puede combatir eficazmente la interferencia de acceso múltiple.
(2) El receptor RAKE tradicional tiene 4 usuarios sin codificación de canal. Debido a la grave interferencia de acceso múltiple, el BER tiene un efecto suelo de 10-1, mientras que el receptor 2D-RAKE puede alcanzar menos de. Rendimiento de 10-2, pero los efectos de suelo aparecen en 10-3. Para obtener un mejor rendimiento, se debe confiar en la tecnología de codificación de canales.
4 Tecnología de detección conjunta
La tecnología de recepción tradicional detecta señales de un determinado usuario y trata a otros usuarios como ruido. Cuando el número de usuarios aumenta, la relación señal-ruido disminuye. El deterioro, el rendimiento del sistema y la capacidad son insatisfactorios. La tecnología de detección conjunta se basa en la tecnología de detección tradicional y hace un uso completo de todas las señales de usuario que causan interferencias de acceso múltiple y su información previa de rutas múltiples (se conoce la correlación entre señales: como el código de canal de usuario conocido, la estimación del canal de cada usuario) , la separación de las señales del usuario se completa como un proceso unificado de detección conjunta interrelacionada, que tiene un excelente rendimiento antiinterferencias y reduce los requisitos del sistema para la precisión del control de potencia, por lo que se puede utilizar de manera más efectiva. Los recursos del espectro del enlace ascendente aumentan significativamente la capacidad del sistema y debilitan la impacto del "efecto cercano-lejano".
5 Aplicación de antena inteligente combinada con detección conjunta (SA+JD) en TD-SCDMA
5.1 Principio de funcionamiento de SA+JD
Sistema TD-SCDMA Las antenas inteligentes y la tecnología de detección conjunta se utilizan en combinación: 1) Las antenas inteligentes eliminan la interferencia entre celdas y la detección conjunta elimina la interferencia dentro de la celda. Las dos antenas inteligentes alivian el deterioro del rendimiento del sistema causado por un canal inexacto; estimación durante el proceso de detección conjunta El impacto de Hay fuentes de interferencia M-1, y los lóbulos laterales formados siguen siendo interferencias para otros usuarios, y la detección conjunta solo se puede utilizar para reducir estas interferencias 5) Cuando los usuarios se mueven a alta velocidad; , el modo TDD utiliza los mismos parámetros espaciales para el enlace ascendente y descendente para hacer que el haz esté sesgado. Las antenas inteligentes no pueden funcionar cuando los usuarios están en la misma dirección y la interferencia entre códigos causada por trayectos múltiples con un retraso de más de un chip; requiere detección conjunta para compensar.
5.2 Configuración de parámetros del entorno de simulación SA+JD:
Enlace ascendente TD-SCDMA, celda única, IMT-2000 interior, peatón y vehículo Modelo de canal A, la antena de conjunto de antenas adopta 8 conjuntos Los elementos son una matriz lineal uniforme y el espacio entre los elementos de la matriz es 1/2λ.
Los parámetros de la capa física cumplen con los requisitos de TD-SCDMA: 1) Ancho de banda de la portadora 1,6 MHz; 2) Velocidad de chip: 1,28 Mcps; 3) No se consideran la codificación ni el entrelazado de canales.
5.3 Análisis de los resultados de la simulación
Los resultados de la simulación muestran que mediante la combinación de antenas inteligentes y detección conjunta, el sistema TD-SCDMA puede operar con código completo en los tres entornos multitrayecto requeridos. Por el canal ITU y tiene un buen rendimiento antiinterferencias.
6 Perspectivas de la tecnología antiinterferencias en sistemas de comunicaciones móviles de tercera generación
La detección conjunta se utiliza para resolver el problema de interferencia entre múltiples usuarios, mientras que la aceptación RAKE se utiliza para resolver el problema múltiple. -Problema de interferencia de ruta. Aunque los dos no se pueden comparar directamente, en términos de implementación, se puede estudiar el algoritmo para agregar la recepción RAKE antes de la detección conjunta. Además, el sistema de tercera generación tiene requisitos más estrictos para el cambio de frecuencia Doppler. Cómo aumentar el número de ramas del receptor RAKE y separar, ajustar, seleccionar y combinar múltiples trayectorias requiere una investigación más profunda.
Debido a la complejidad del sistema y las consideraciones de costo, las tecnologías de antena inteligente y detección conjunta se utilizan principalmente en estaciones base. El siguiente paso es explorar la viabilidad de utilizar 2D-RAKE o cancelación de interferencias (IC) en terminales móviles. . Además, la comunidad académica también ha propuesto una tecnología de transmisión multiusuario de enlace descendente: Joint Transmission (JT), que transfiere la detección conjunta al transmisor para su ejecución, con el objetivo de mejorar la velocidad de transmisión de datos real del enlace descendente y simplificar el diseño de los dispositivos móviles. estaciones.