【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及通信，尤其涉及一種碼分多址擴頻通信系統的容量評估方法。
技術介紹
1、自20世紀80年代以來，地面蜂窩無線通信技術飛速發展，按照每十年迭代一代的速度，已歷經2g、3g、4g、5g系統建設。在空中通信系統中，尤其是窄帶空中移動通信系統中，一向充分吸收借鑒地面通信技術發展成果。地面蜂窩網所形成的通信體制標準規范，近20年來，也被廣泛移植應用于空中移動通信系統之中。
2、通信量的持續增長和新業務的出現對無線網絡的結構提出了容量擴展需求，移動通信技術通過盡可能高效地使用頻譜和靈活地管理無線電資源，來滿足移動通信系統具有的高吞吐量、業務集成和靈活性需求。擴頻碼分多址，即cdma，是一種成熟的多址方法系統，作為第三代移動通信的空口標準得到了大規模的應用，被用于各種數字蜂窩移動和無線個人通信系統，在空中多波束通信系統中也能夠提供高頻譜效率，具備廣闊應用前景。擴頻碼分多址方案是一種將傳輸的信號分布在較寬的頻帶上的方案，該頻帶遠寬于傳輸所發送信息所需的最小帶寬。在擴頻cdma中，所有用戶都使用相同的帶寬，但每個發射機都分配了不同的序列。
3、由于系統中用戶均使用了相同的頻率資源，通過不同的擴頻序列進行用戶間的區分，用戶信號之間互為干擾。盡管不同的擴頻序列之間通常具有較好的互相關性質，但由于用戶間的完全同步難以理想實現，隨著用戶數目的增多，cdma系統容量不可避免地受到多址干擾的影響，也稱為系統的軟容量。軟容量使得cdma通信系統的系統容量評估成為一個復雜的問題。地面系統通常采用實測數據簡單建模的方法評估內生干
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種碼分多址擴頻通信系統的容量評估方法，可以實現更準確地多波束碼分多址系統容量評估。
2、為了實現上述目的，本專利技術提供了一種碼分多址擴頻通信系統的容量評估方法，包括步驟：
3、根據所述碼分多址擴頻通信系統的用戶配置信息，選擇一參考用戶，計算所述參考用戶與其他用戶的擴頻碼之間的互相關系數，并分析所述互相關系數的隨機特性；
4、根據系統用戶分布和波束方向圖，獲得系統用戶的信號強度比值關系；并基于所述信號強度比值關系、所述隨機特性、系統通信要求和非理想功率控制，計算參考用戶的失效概率；
5、通過條件概率方式計算所述參考用戶的失效概率隨系統用戶數目變化的曲線，并按照所述系統通信要求選擇目標失效概率，以獲得對應所述目標失效概率的系統用戶容量估計數值。
6、進一步的，所述通過條件概率方式計算所述參考用戶的失效概率隨系統用戶數目變化的曲線，并按照所述系統通信要求選擇目標失效概率，以獲得對應所述目標失效概率的系統用戶容量估計數值之后，還包括：
7、判斷所述用戶配置信息是否發生變化，若發生變化則基于更新后的所述用戶配置信息，重新計算所述系統用戶容量估計數值。
8、可選的，所述失效概率為通信質量小于設定門限的概率，設所述失效概率為poutage，則：
9、
10、且非理想的功率控制下的目標的傳輸質量為：
11、
12、其中，(i，j，k)表示第k個系統的第j個波束的第i個用戶；p0為理想功率控制下的接收能量，r為單個用戶的傳輸速率，b為通道帶寬，η為噪聲能量，αi，j，k為所述互相關系數，i為多址干擾能量；為非理想功率控制的變量。
13、可選的，返向信號的所述多址干擾能量為：
14、
15、其中，表示為對應所述返向信號的參考波束與干擾波束的方向圖導致的增益系數；θi,j,k表示為用戶(i，j，k)相較于其對應干擾波束中心的偏離角度，表示為用戶(i，j，k)相較于參考波束中心的偏離角度。
16、進一步的，所述返向信號的復雜多用戶的干擾統計變量采用離散概率數值分析方法將干擾的非理想功率控制影響離散化，并同離散的所述互相關系數進行聯合離散概率分析；或者
17、所述返向信號的復雜多用戶的干擾統計變量通過將離散的所述互相關系數進行統計近似，以使所述互相關系數等效為新的對數給高斯分布的隨機變量，并同非理想控制影響合并后，將多用戶的和近似為高斯變量。
18、可選的，前向信號的所述多址干擾能量為：
19、
20、其中，為對應所述前向信號的用戶對應發射波束在用戶位置與參考位置的增益比值；θi,j,k表示為用戶(i，j，k)相較于其對應干擾波束中心的偏離角度，表示為用戶(i，j，k)相較于參考波束中心的偏離角度。
21、進一步的，所述前向信號的復雜多用戶的干擾統計變量采用離散概率數值分析方法將干擾的非理想功率控制影響離散化，并同離散的所述互相關系數進行聯合離散概率分析；或者
22、所述前向信號的復雜多用戶的干擾統計變量通過將離散的所述互相關系數進行統計近似，以使所述互相關系數等效為新的對數給高斯分布的隨機變量，并同非理想控制影響合并后，將多用戶的和近似為高斯變量。
23、進一步的，所述失效概率的條件概率公式為：
24、
25、其中，a表示通信信道收到直射遮擋的概率，1-a表示未受直射遮擋的概率。
26、可選的，所述通過條件概率方式計算所述參考用戶的失效概率隨系統用戶數目變化的曲線包括：
27、通過建模功率控制的隨機變量，建立失效概率與用戶數目的關系模型，并基于所述關系模型構建出變化曲線。
28、本專利技術所述碼分多址擴頻通信系統的容量評估方法，通過分析用戶間擴頻碼的相關性、非理想功率控制與鏈路干擾的影響情況，推導不同用戶數目下系統用戶失效概率，相較于現有的評估方法可以實現更準確地多波束碼分多址系統容量評估。
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1.一種碼分多址擴頻通信系統的容量評估方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的碼分多址擴頻通信系統的容量評估方法，其特征在于，所述通過條件概率方式計算所述參考用戶的失效概率隨系統用戶數目變化的曲線，并按照所述系統通信要求選擇目標失效概率，以獲得對應所述目標失效概率的系統用戶容量估計數值之后，還包括：
3.根據權利要求1所述的碼分多址擴頻通信系統的容量評估方法，其特征在于，所述失效概率為通信質量小于設定門限的概率，設所述失效概率為Poutage，則：
4.根據權利要求3所述的碼分多址擴頻通信系統的容量評估方法，其特征在于，返向信號的所述多址干擾能量為：
5.根據權利要求4所述的碼分多址擴頻通信系統的容量評估方法，其特征在于，所述返向信號的復雜多用戶的干擾統計變量采用離散概率數值分析方法將干擾的非理想功率控制影響離散化，并同離散的所述互相關系數進行聯合離散概率分析；或者
6.根據權利要求3所述的碼分多址擴頻通信系統的容量評估方法，其特征在于，前向信號的所述多址干擾能量為：
7.根據權利要求6所述的碼
8.根據權利要求4或6所述的碼分多址擴頻通信系統的容量評估方法，其特征在于，所述失效概率的條件概率公式為：
9.根據權利要求1所述的碼分多址擴頻通信系統的容量評估方法，其特征在于，所述通過條件概率方式計算所述參考用戶的失效概率隨系統用戶數目變化的曲線包括：
...【技術特征摘要】
1.一種碼分多址擴頻通信系統的容量評估方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的碼分多址擴頻通信系統的容量評估方法，其特征在于，所述通過條件概率方式計算所述參考用戶的失效概率隨系統用戶數目變化的曲線，并按照所述系統通信要求選擇目標失效概率，以獲得對應所述目標失效概率的系統用戶容量估計數值之后，還包括：
3.根據權利要求1所述的碼分多址擴頻通信系統的容量評估方法，其特征在于，所述失效概率為通信質量小于設定門限的概率，設所述失效概率為poutage，則：
4.根據權利要求3所述的碼分多址擴頻通信系統的容量評估方法，其特征在于，返向信號的所述多址干擾能量為：
5.根據權利要求4所述的碼分多址擴頻通信系統的容量評估方法，其特征在于，所述返向信號的復雜多用戶的干擾統計變量采用...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周俊偉，張千，高梓賀，李麗楠，趙梓琪，張鴻圓，周祺濠，高曌，郝媛媛，繆中宇，
申請(專利權)人：中國空間技術研究院，
類型：發明
國別省市：
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