分布式中繼系統(tǒng)中信號處理關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、3GPP LTE-A中提出中繼技術(shù)來擴(kuò)展小區(qū)覆蓋面積，將信號提供給那些陰影衰弱嚴(yán)重或者信號很難到達(dá)的地方，為室內(nèi)以及業(yè)務(wù)密集的地方提供覆蓋。中繼技術(shù)能夠擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積、提高系統(tǒng)容量、增強(qiáng)系統(tǒng)抗衰落性能、增強(qiáng)系統(tǒng)的魯棒性，而且在高速發(fā)展的通信方式下，能夠降低成本，以更節(jié)約資源的方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布局建設(shè)。中繼的種類有很多，其中分布式數(shù)字中繼采用一個近端單元帶多個遠(yuǎn)端單元的組網(wǎng)方式，近端單元和遠(yuǎn)端單元之間用光纖或電纜連接，與傳統(tǒng)的模擬中繼相比具

2、有遠(yuǎn)距離傳輸衰減小、性能穩(wěn)定、組網(wǎng)方式靈活、監(jiān)控功能完善、信號處理方便、通用性和兼容性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛研究和運(yùn)用。然而，分布式數(shù)字中繼的運(yùn)用會使得基站上行底噪聲抬高，從而降低基站靈敏度，本文即研宄如何通過數(shù)字信號處理的方式解決該問題。
　　首先，本文基于分布式數(shù)字中繼系統(tǒng)的工作原理，對一個近端單元帶多個遠(yuǎn)端單元的組網(wǎng)方式下系統(tǒng)的上行底噪聲做了詳細(xì)的分析。通過推導(dǎo)分析得出，分布式數(shù)字中繼系統(tǒng)中上行底噪聲增量在工程中主要是由遠(yuǎn)端單

3、元的自身噪聲系數(shù)、上行增益和遠(yuǎn)端單元的配置數(shù)目決定。接著本文在LTE系統(tǒng)中，基于3GPP case1下路徑損耗模型分別對傳統(tǒng)模擬中繼和分布式數(shù)字中繼場景進(jìn)行了上行鏈路仿真計算，仿真結(jié)果表明分布式數(shù)字中繼較傳統(tǒng)模擬中繼鏈路增益效果要好，然而隨著遠(yuǎn)端單元的配置數(shù)目增多時，系統(tǒng)底噪聲將明顯增加，從而影響系統(tǒng)性能。為此，本文基于GSM系統(tǒng)和LTE系統(tǒng)，分別提出了相應(yīng)的抑制上行底噪聲的方案設(shè)計。其基本原理是將接收到的上行信號經(jīng)過濾波處理，得到各用

4、戶頻段的數(shù)字基帶信號，再對濾波后的數(shù)字基帶信號進(jìn)行功率檢測，將檢測的功率值與設(shè)定好的噪聲門限做比較判決，按照一定的判斷規(guī)則，若信號功率足夠小，則將其判定為干擾噪聲，直接置零，達(dá)到消除干擾底噪聲的目的。
　　其次，本文針對提出的GSM系統(tǒng)和LTE系統(tǒng)中分布式數(shù)字中繼上行噪聲抑制方案進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計與仿真。先是介紹了GSM系統(tǒng)和LTE系統(tǒng)上行鏈路信號傳輸?shù)幕A(chǔ)概念，基于MATLAB工具產(chǎn)生GSM和LTE上行鏈路信號;接著對底噪聲抑制模

5、塊中的數(shù)字濾波器組、功率檢測、門限設(shè)置與判別模塊分別逐一做了詳細(xì)的闡述和設(shè)計，并對各個模塊的性能進(jìn)行了仿真與分析。最終，將上述設(shè)計分別應(yīng)用到GSM和LTE分布式數(shù)字中繼系統(tǒng)中，通過仿真不同信噪比下系統(tǒng)的誤比特率，比較了采用該底噪聲抑制方案前后系統(tǒng)的性能，仿真結(jié)果表明采用該底噪聲抑制方案后系統(tǒng)的上行噪聲得到了很好的抑制，誤比特率有了很好的改善。
　　最后，本文針對LTE系統(tǒng)底噪聲抑制模塊進(jìn)行了優(yōu)化與性能分析。先是針對噪聲門限的設(shè)置，

6、采用設(shè)置噪聲開啟門限和噪聲關(guān)閉門限兩個噪聲門限的方法，并且提出了自適應(yīng)噪聲門限的方法，使得噪聲門限的值可以隨著實(shí)時噪聲功率大小的變化而變化，從而使得噪聲判決更加準(zhǔn)確，減少了截斷和誤判誤差，通過誤比特率仿真可以看出噪聲門限優(yōu)化后噪聲抑制模塊可以更準(zhǔn)確的抑制干擾噪聲，系統(tǒng)誤比特率得到了進(jìn)一步改善。接著本文針對底噪聲抑制模塊中的濾波器組進(jìn)行了優(yōu)化，對DFT濾波器組中的原型濾波器進(jìn)行了重新設(shè)計，以減小濾波器組各濾波器之間的重疊，使得濾波效果更好