基于交分復(fù)用的無線傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、交分復(fù)用（Interleave Division Multiplexing, IDM），通過不同的交織器來區(qū)分不同的數(shù)據(jù)流，并且在接收端采用低復(fù)雜度的迭代檢測(cè)方法，具有高頻譜效率、高性能以及低檢測(cè)復(fù)雜度等優(yōu)點(diǎn)。交分復(fù)用以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，可用于未來無線通信的多址技術(shù)和調(diào)制技術(shù)中。因此，本文著重研究了以交織多址（Interleave-Division Multiple Access, IDMA）和重疊碼調(diào)制（Superposition Cod

2、ed Modulation, SCM）為代表的交分復(fù)用無線傳輸系統(tǒng)的若干關(guān)鍵技術(shù)。
　　第一章首先簡(jiǎn)述了交分復(fù)用技術(shù)的研究背景，全面介紹了基于交分復(fù)用的多址技術(shù)和調(diào)制技術(shù)的研究現(xiàn)狀，然后提出了本論文的研究?jī)?nèi)容和主要貢獻(xiàn)，最后簡(jiǎn)要說明了論文的結(jié)構(gòu)安排。
　　第二章首先介紹了基于交分復(fù)用的 IDMA系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)基本結(jié)構(gòu)，并給出了在各種情況下的迭代檢測(cè)算法。然后將接近香農(nóng)限的低密度奇偶校驗(yàn)碼（Low Density Par

3、ity Check，LDPC）用于IDMA系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)的性能；同時(shí)為了降低接收機(jī)檢測(cè)的復(fù)雜度，提出了一種基于LDPC編碼的IDMA系統(tǒng)的簡(jiǎn)化接收機(jī)，它可以獲得計(jì)算復(fù)雜度和系統(tǒng)性能之間的折中。最后分析了交織器在IDMA系統(tǒng)中的作用以及傳統(tǒng)交織器的缺點(diǎn)，提出了一種用于 IDMA系統(tǒng)中基于隨機(jī)序列替代交織器的方法，它可以在保持系統(tǒng)性能的前提下極大降低系統(tǒng)的復(fù)雜度。
　　在第二章的基礎(chǔ)上，第三章研究了OFDM-IDMA系統(tǒng)的多頻偏抑制

4、方法以及二維信號(hào)檢測(cè)方法。首先介紹了OFDM-IDMA系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)基本結(jié)構(gòu)；然后研究了上行 OFDM-IDMA系統(tǒng)的多頻偏抑制問題；在分析多頻偏對(duì)上行OFDM-IDMA系統(tǒng)接收機(jī)檢測(cè)的影響之后，提出了一種用于上行OFDM-IDMA系統(tǒng)中抑制多頻偏的檢測(cè)方法。此外，為了降低計(jì)算復(fù)雜度，文中還提出了一種上行OFDM-IDMA系統(tǒng)中的低復(fù)雜度的多頻偏抑制方法。由于提出的頻偏抑制方法考慮了殘留頻偏的影響，它們可以有效地改善OFDM-ID

5、MA系統(tǒng)的性能。最后，文中將 OFDM-IDMA系統(tǒng)擴(kuò)展到時(shí)域和頻域兩個(gè)維度，并提出了二維OFDM-IDMA信號(hào)的檢測(cè)方法。二維OFDM-IDMA系統(tǒng)不但可以降低交織器的復(fù)雜度，還可以獲得靈活的數(shù)據(jù)傳輸率。
　　第四章研究了基于交分復(fù)用的SCM系統(tǒng)在頻偏估計(jì)、峰均比抑制和信道估計(jì)等方面的問題。首先介紹了SCM-OFDM系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)結(jié)構(gòu)模型；在分析頻偏對(duì)SCM-OFDM系統(tǒng)的影響之后，文中提出了兩種基于信號(hào)檢測(cè)的盲頻偏估計(jì)方

6、法；提出的頻偏估計(jì)方法，不需要額外的導(dǎo)頻符號(hào)，可有效地提高系統(tǒng)的頻譜利用率和功率效率。然后，將無失真的選擇映射法（Selective Mapping, SLM）用于SCM-OFDM系統(tǒng)中進(jìn)行峰均比的抑制，并采用估計(jì)性能較好的基于Kalman濾波器的方法去估計(jì)SCM-OFDM系統(tǒng)的信道信息。仿真結(jié)果表明，SLM方法可以明顯降低SCM-OFDM系統(tǒng)的峰均比并避免系統(tǒng)性能的降低，基于Kalman濾波器的信道估計(jì)方法可以明顯提高傳統(tǒng)方法的估計(jì)性

7、能并獲得接近理想估計(jì)的BER性能。
　　第五章研究了基于交分復(fù)用的IDMA系統(tǒng)和SCM系統(tǒng)在高速信道下的信號(hào)檢測(cè)和干擾抑制方法。首先分析了高速信道對(duì)OFDM-IDMA系統(tǒng)和SCM-OFDM系統(tǒng)的影響，高速信道的時(shí)變性將導(dǎo)致嚴(yán)重的載波間干擾（Inter Carrier Interference, ICI）；然后針對(duì)上行 OFDM-IDMA系統(tǒng)，文中給出了三種在高速信道下的信號(hào)檢測(cè)方法。最初適用于準(zhǔn)靜態(tài)信道的傳統(tǒng)信號(hào)檢測(cè)方法，它不能抑

8、制高速信道中額外的ICI干擾，從而將導(dǎo)致系統(tǒng)性能的下降。其次，基于一個(gè)整合的干擾估計(jì)消除器得到了一種迭代的檢測(cè)方法，它能夠同時(shí)對(duì) ICI和多址干擾（ Multi-Access Interference, MAI）進(jìn)行迭代估計(jì)和消除。此外，通過對(duì)干擾信號(hào)均值和方差的近似得到了一種低復(fù)雜度的改進(jìn)檢測(cè)方法。最后針對(duì)SCM-OFDM系統(tǒng)，文中提出了一種用于SCM-OFDM系統(tǒng)在高速信道中的迭代干擾估計(jì)和抵消方法。該方法不但可以抑制SCM-OFD