基于MMSE的功率控制算法的研究①

摘 要：該文詳細介紹了CDMA系統中基于MMSE的功率控制算法，進行了相應的仿真。仿真結果表明，基于MMSE的功率控制算法相對于傳統的算法，可以更有效的控制系統的總功率，同時提高功率控制時趨于總功率飽和值的收斂速度。

關鍵詞：功率控制 MMSE CDMA

中圖分類號：TN929文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）04（b）-0002-02

在CDMA移動通信系統中，由于多址接入干擾和信道頻率的選擇性衰落所引起的“遠近效應”，一直是CDMA系統中亟需解決的關鍵技術問題。目前，主要運用功率控制和多用戶檢測這兩種技術來克服“遠近效應”對于系統的影響。在下文中，將討論把功率控制和多用戶檢測相結合后的算法，并加以仿真。

1 系統模型

本文所分析的是加性高斯白噪聲（AWGN）下的CDMA系統的上行鏈路，調制方式為BPSK調制。我們假設共有N個移動臺和M個基站。其中，第i個移動臺的發射信號在其所屬基站的接收信號為：

從上面的論述中，我們可以發現，整個算法可以被分成兩個獨立的部分：首先可以計算各個移動臺相對應的濾波器系數，然后就可以按照傳統的功率控制算法，求得各移動臺理想的發射功率。通過這兩個相對獨立的步驟，我們可以將功率控制和多用戶檢測有機的結合在一起。

2.1 基于SIR的功率控制算法

3 數學仿真的結果及比較

仿真的參數設置：擴頻增益G=150，信道增益=，各移動臺的目標SIR，即=4（6dB），信道高斯噪聲的方差為。

圖1給出了傳統功率控制和基于MMSE的功率控制下的系統總功率的比較。

由圖1我們不難發現，使用傳統的功率控制算法，需要迭代8～9次，才能達到系統總功率的飽和值，而采用基于MMSE的新的功率控制算法，則可以只通過兩次迭代，就基本達到總功率的飽和值。除了計算時間上的優勢，基于MMSE的算法，可以使系統總功率較傳統算法下降2 dB，這對于整個系統而言是非常有益的。

同時，我們可以看到，基于MMSE的兩個分支算法，即基于SIR和基于MSE的功率控制算法，他們在迭代次數和迭代結果上，相當的一致。這是因為：

4 結語

通過理論分析和數學建模仿真，結果表明：基于MMSE的功率控制算法相對于傳統的算法，可以更有效的控制系統的總功率，同時提高功率控制時趨于總功率飽和值的收斂速度。因此，這種新的功率控制算法在工程上有很好的應用前景。

參考文獻

[1]Yong Liu，Tan F.Wong.Power Control Algorithms for MMSE Receivers in CDMA Systems[C]//Vehicular Technology Conference，Proceedings.VTC 2002-Fall.2002 IEEE 56th，2002：24-28.

[2]S.Verd′u.Multiuser Detection[M]. New York： Cambridge Univ. Press，1998.

[3]Viswanath P， Anantharam V， David N C. Optimal Sequences， Power Control， and User Capacity of Synchronous CDMA Systems with Linear MMSE Multiuser Recievers[J]. IEEE Trans.Inform.Theory， 1999， 45 （6）.

[4]U.Madhow，M.Honig，MMSE interference suppression for direct sequence spread-spectrum CDMA[J].IEEE Trans.Commun.，1994，42：3178-3188.

[5]S.Ulukus，R.Yates.Adaptive power control and mmse interference suppression[J].Wireless Networks，1999，4（6）：489-496.