CDMA通信系统中基于脉冲整形的检测性能优化

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当今社会,移动通信作为人们日常生活的重要基础,得到了人们越来越多的重视和发展[1]。CDMA通信系统中广泛存在着一种干扰,这种干扰叫做多址干扰MAI(Multiple Access Interference)。当用户数较少时,多址干扰比较轻微,甚至可以忽略不计;但在多用户情况下,多址干扰对系统检测性能的影响会越来越大。  适当的脉冲整形可以提高信号的频谱表现。这种改进在CDMA系统中非常重要,因为多址干扰MAI的方差不仅仅取决于整形脉冲的能量,还与整形脉冲的形状紧密相关。因此,合理地选择整形脉冲对CDMA系统十分重要。椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Functions, PSWF)可在时域范围和频域范围内都近似带限。正是由于这一优良特点,该函数得到了越来越多的研究。  本文结合以上问题,对CDMA通信系统中基于脉冲整形的检测性能优化进行分析和研究,并选择不同波形作为整形脉冲,分析和研究脉冲整形对系统检测性能的优化情况。论文选用QPSK调制的DS-CDMA系统,将PSWF波形与常规波形进行对比。  文章首先分析和研究了 PSWF函数的原理和求解方法,并据此画出了其时域波形和频谱,同时引入了整形脉冲的性能指标。然后,在两种不同的限制条件下,从理论上分析和研究了整形脉冲形状对CDMA系统检测性能的影响方式,并对能量有限情况进行了理论比较,得出了不同波形的BER性能优劣顺序;最后,结合实际CDMA通信系统,利用Matlab仿真软件对整形脉冲形状对系统检测性能的优化情况进行仿真模拟。仿真分为BER性能仿真和吞吐量性能仿真两部分。BER性能仿真部分,考虑不同用户数和不同信道情况;吞吐量性能仿真部分,考察不同接收分集数情况。仿真结果验证了整形脉冲对CDMA通信系统检测性能优化的理论分析,得出了时间带宽积因子更大的 PSWF波形对应的CDMA系统的检测性能更优。
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