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题目:多业务CDMA系统资源管理和定位技术的研究

关键词:多业务CDMA系统;容量;自适应允许控制;蜂窝定位;NLOS;TDOA/AOA

  摘要

移动通信的基本问题就是人们常说的五个“任何”的问题,即:在任何时间、任何地点,在任何状态(静止或者移动)下就任何内容和任何人实现通信,这些问题涵盖了人们两个方面的要求:一个是获取信息的要求,即通信能力;另一个就是移动航行的要求,即定位导航能力。这两个看来是最基本的需求刺激着移动通信技术朝着两个方向不断发展:一个是通信内容的多媒体化,另一个就是大容量。然而在移动网络中承载多媒体业务,所面临的一个重要问题就是如何有效地使用和合理地分配有限的无线资源,在广泛采用的蜂窝结构中如何解决定位过程中所遇到的问题,都是需要解决的关键问题。本文的重点是两部分:多业务CDMA蜂窝系统中资源管理策略和定位技术的研究。首先分析了多业务CDMA系统的容量,在CDMA系统中,功率控制体制直接影响系统的容量,在基于SIR功率控制的体制下,用户的基站接收功率不再是一个常量,而是系统状态的函数,而且它与邻区干扰相互包含,使得对此类系统的容量计算变得复杂,本文提出一种迭代方法,可以求出用户接收功率和邻区干扰的数字特征,在此基础上,根据对用户接收功率的限制条件求出系统的容量,数值仿真的结果也验证了此迭代方法的有效性。移动通信系统的允许控制是在有限容量的基础上,以不牺牲已有用户的链路质量为代价,尽可能多地对新到达的用户连接请求(新发起呼叫或切换呼叫)予以接纳的决策问题。目前的CAC(Call Admission Control)策略大多是静态策略,事先设定接纳策略参数,然而系统的负荷以及干扰情况总是在动态变化的,静态策略很难使得系统性能实现最优化;并且在实际条件下很难准确测量用户到达过程的参数。根据CDMA体制的特殊性,提出了一种基于多门限自适应调整的MTA-CAC(Multiple Threshold Adaptive CAC)策略,给不同用户流设置不同的接纳判决门限,依据当前对切换用户中断概率的测量信息,自适应地调整各个门限,使得用户流的QoS满足要求,并提高GoS性能。另外,CDMA系统可以用其链路增益矩阵的谱半径来度量系统的全局拥塞程度,我们根据系统的这个特性,推导了在用户发射功率受限时的谱半径上限,并将此上限作为接纳判决的门限,实现了系统的全局CAC过程。目前CDMA蜂窝系统的定位过程主要存在两个方面的问题:NLOS(Non-Line of Sight)问题,接收不到信号的问题。当前的定位方法仍然依赖于通过测量基站和移动站之间的信号传输时间等效为距离的方法来实现定位,NLOS传播会使得时间距离测量参数偏离真实值,进而对定位精度的影响很大;本文基于残余函数的概念提出了ARWA(Adaptive Residual Weighting Algorithm)算法,通过测量向量的更新实时计算残余函数值,来自适应地调整不同条件下位置估计值的权值,进而得到最佳的位置估计。针对接收不到信号的问题,如果得不到足够数量的基站,就不能正常定位,本文采用TDOA/AOA方案来解决这个问题,并采用卡尔曼滤波的方法求解定位方程,获得了比较好的结果。