基于最优控制的ds-cdma系统功率控制 power control of ds-cdma system based on optimal control.pdfVIP

第14卷第4期 电路与系统学报 V01．14No．4 AND 2009年8月 JOURNALOFCIRCUITSSYSTEMS August，2009 文章编号：1007—0249(2009)04—0087．05 基于最优控制flgDS．CDMA系统功率控制· 万佑红， 王锁萍 (南京邮电大学自动化学院，江苏南京210003) 系统功率控制模型的基础上，该文提出了一种基于最优控制的功率控制系统。在综合考虑CDMA通信系统中存在的路 径延时、多址干扰和信道衰减及噪声的影响下，给出了系统的二次型性能指标，讨论了状态估计和最优状态反馈控制 器的设计方法，仿真结果表明该方法具有快速收敛性和较强的跟踪特性。 关键词tDS—CDMA；功率控制；最优控制 中图分类号tTN929．5文献标识码tA 1 引言 在CDMA系统中采用功率控制可以调整各个用户发射机的功率，使其到达基站接收机的平均功率 和信干比相等，可以有效地减小“远近效应”和多址干扰(MAI)的影响【l’2】，功率控制现己成为第三 代移动通信系统标准中最为重要的核心技术和研究热点之一。 目前功率控制算法的研究结果【3-5】已经有很多，但从控制理论的角度，基于“输入一输出一反馈” 模式的研究并不多。在闭环功率控制系统中主要有两大问题一不确定因素(如信道衰落与噪声等)和 是这些方法虽然考虑了干扰和噪声的时变特性，却没有充分考虑路径时延的影响。文献[8]研究已表明 功率控制机制受路径时延的影响很大，路径时延将降低系统性能甚至引起系统不稳定。文献[9】利用 Smith预估器来预测跟踪误差以补偿路径延时的影响，但是这种控制方法对于系统不确定因素影响较 敏感，所以很难获得最优控制效果。本文从控制系统的角度建立系统的数学模型，在综合考虑CDMA 通信系统中存在的路径延时、多址干扰和信道衰减及噪声的影响下，设计了一种满足功率控制二次型 性能指标的最优控制方法。 2 系统模型及问题描述 2．1 闭环功率控制模型 如果定义某 个移动台到基站 ×两孬尊荛 I…nc。疆) 。爪m) 。户 的目标干扰噪声(I) r、。r==]。束。网．—]．r=] r＼ 一w 7w 7I：!广 比(SINR)为 _ 7匕■]豆I 一J p厂L二J SINR测量值 “@)，DS—CDMA y(丘) 功率控制模型可 用图1表示。其 厂 、． 小． 爪． 爪．广二=]． 中，SINR测量值 y(露)是由SINR 测量电路完成 的，已经考虑了 图1 DS．CDMA功率控制模型 +收藕日期·2008．10．20●订日期：2009·01-12 万方数据 电路与系统学报 第14卷 化恢复器、功率倍增器、功率限制器组成。在发送 信号的上行链路中，考虑了上行链路延时以，、多址 叭‘ 干扰nm(七)、加性高斯白噪声％：(七)及时变功率增益 r＼ 7w 7w y(k) ， 7l!=i：：I I 刀r(七)的影响，时交功率增益以，(后)包括快衰落和慢 一J 衰落16J。