穩(wěn)健的移動用戶發(fā)射功率估計(jì)方法【文獻(xiàn)綜述】

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述電子信息科學(xué)與技術(shù)電子信息科學(xué)與技術(shù)穩(wěn)健的移動用戶發(fā)射功率估計(jì)方法穩(wěn)健的移動用戶發(fā)射功率估計(jì)方法摘要摘要：近年來，移動通信發(fā)展迅猛，移動用戶數(shù)量迅速增長。而對移動用戶的發(fā)射功率估計(jì)的性能會影響功率控制的性能。所以，我們需要一種穩(wěn)健的移動用戶的發(fā)射功率估計(jì)方法來提高資源的利用率，避免能源浪費(fèi)。本文首先介紹了移動通信的歷史和穩(wěn)健的移動用戶發(fā)射功率估計(jì)方法的必要性，而這個方法主要是基于穩(wěn)健的波束形成算法，然后總

2、結(jié)了各種波束形成算法的優(yōu)缺點(diǎn)，最后就其穩(wěn)健性對各種方法行進(jìn)分析和研究。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：移動通信；功率估計(jì)；自適應(yīng)波束形成；穩(wěn)健1、引言、引言移動通信是指通信雙方至少有一方處在運(yùn)動狀態(tài)中的通信[1]。縱觀移動通信的演進(jìn)及發(fā)展（如圖1所示），它大致經(jīng)歷了如下幾個階段：移動通信最早出現(xiàn)在20世紀(jì)20年代，當(dāng)時美國底特律市警察使用的車載無線電系統(tǒng)是寬帶為2MHZ的專用網(wǎng)。20世紀(jì)40年代貝爾公司建立了第一個公用汽車電話網(wǎng)，提出了蜂窩和頻率復(fù)用的概

3、念，實(shí)現(xiàn)了從專用網(wǎng)向公用網(wǎng)的過渡。20世紀(jì)60年代中期，移動通信采用大區(qū)制，中小容量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自動選頻與自動接續(xù)功能。1978年，貝爾實(shí)驗(yàn)室制成先進(jìn)的移動電話系統(tǒng)（AMPS），建成蜂窩移動通信網(wǎng)，大大提高了系統(tǒng)容量。20世紀(jì)80年代至今，是數(shù)字移動通信系統(tǒng)的發(fā)展和成熟時期。近20年來，移動通信用戶數(shù)量迅猛增長，網(wǎng)絡(luò)用戶容量需求大量增加。在市場和技術(shù)的推動下，移動通信得到了迅速的發(fā)展，成為了當(dāng)今通信發(fā)展的主流[2]。模擬移動通信（AMP

4、S、TACS等）模擬無繩電話移動衛(wèi)星TDMA(GSM、IS136）IS95CDMA數(shù)字無繩電話第三代移動通信（IMT2000）WLL199020002010年代圖1移動通信的演進(jìn)及發(fā)展分析表明，SNR最大化算法與LMS算法的性能也比較接近，都收斂于最優(yōu)維納解。SNR最大化算法使用了“波束導(dǎo)向矢量”代替LMS算法中的“參考信號”。因此，前者一般用于所需信號絕大部分時間是不存在的場合，后者則要求所需信號是存在的。針對不同的應(yīng)用條件，每一種基

5、本算法又有許多變型。例如，Compton曾提出功率反演算法，它實(shí)質(zhì)上是LMS算法的一種修正形式，可以克服經(jīng)典LMS算法中形成參考信號的困難。SNR最大化算法和LMS算法的實(shí)現(xiàn)均采用閉環(huán)結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)處理器，實(shí)現(xiàn)簡單、方便，非常適合采用模擬方法實(shí)現(xiàn)(也可以采用數(shù)字方法實(shí)現(xiàn))。主要缺點(diǎn)是算法的收斂性能對陣列響應(yīng)協(xié)方差矩陣的特征值散布很敏感，存在斂緩慢甚至無法收斂問題。為了獲得更加短暫的暫態(tài)響應(yīng)性能，采樣矩陣求逆(SMl)算法和GramScht

6、正交化算法等具有快速收斂特性的自適應(yīng)波束形成算法逐漸受到人們的重視和應(yīng)用[3]。而在實(shí)際工程應(yīng)用中SMI算法中，估計(jì)Rn時要求是數(shù)據(jù)IID（IndependentIdenticallyDistribution）有時不可直接獲得。在非均勻樣本下，還存在奇異檢測問題[4]。2.2Capon方法方法傳統(tǒng)的Capon波束形成算法在理想情況下具有好的分辨力和更好的抗干擾能力。但是在實(shí)際中往往存在導(dǎo)向矢量指向等誤差，此時，Capon波束形成算法的性

7、能會受到很大的影響[7][8]。在過去的三十年來許多方法已經(jīng)被提出用以提高Capon波束形成器的穩(wěn)健性。線性約束方法。通過增加適當(dāng)?shù)募s束條件（包括點(diǎn)以及導(dǎo)數(shù)約束）[9][10]，使自適應(yīng)加權(quán)向量能滿足這些約束條件，從而達(dá)到算法的穩(wěn)健性。然而，這些約束條件并沒有明確與陣列導(dǎo)向矢量不確定性有關(guān)。此外，由于在算法中增加了許多的約束條件，不僅占用了系統(tǒng)的自由度，而且增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，并且如果約束條件不適當(dāng)，則可能使算法變得不收斂或者收斂速度緩

8、慢。對角加載（包括它的擴(kuò)展版本）已經(jīng)成為一種流行的方法用以提高Capon波束形成器的穩(wěn)健性。對角加載方法是通過把額外的二次約束要么加在權(quán)矢量本身的歐幾里德范數(shù)上，或者在理想權(quán)矢量差異上。有時，對角加載方法被提出用于由于使用采樣協(xié)方差矩陣帶來的各種問題以及更好的控制峰值旁瓣響應(yīng)上。然而，對于大多數(shù)的這些方法，目前并不清楚如何選擇基于陣列導(dǎo)向矢量不確定性的對角加載量。基于特征空間的自適應(yīng)波束形成方法。經(jīng)過對有限次快拍和系統(tǒng)誤差存在情況下的自

9、適應(yīng)波束形成技術(shù)研究表明，自適應(yīng)波束形成性能的下降主要是由噪聲子空間的擾動引起的，因此人們便摒棄自適應(yīng)權(quán)矢量在噪聲子空間的分量而僅保存留在信號子空間中的分量，從而提高波束形成的性能，這種方法被稱為基于特征空間的自適應(yīng)波束形成方法。基于特征空間的自適應(yīng)波束形成方法需要對噪聲協(xié)方差矩陣的先驗(yàn)知識。因此，它們對噪聲協(xié)方差矩陣的不精確認(rèn)識以及陣列導(dǎo)向矢量的誤差同時表現(xiàn)出敏感性。使該方法對陣列導(dǎo)向矢量的誤差表現(xiàn)出穩(wěn)健并不能根治其對噪聲協(xié)方差矩陣的