基于交分復用的無線傳輸關鍵技術研究.pdf

1、交分復用（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雜度的迭代檢測方法，具有高頻譜效率、高性能以及低檢測復雜度等優(yōu)點。交分復用以其獨特的優(yōu)點，可用于未來無線通信的多址技術和調制技術中。因此，本文著重研究了以交織多址（Interleave-Division Multiple Access, IDMA）和重疊碼調制（Superposition Cod

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

3、ity Check，LDPC）用于IDMA系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)的性能；同時為了降低接收機檢測的復雜度，提出了一種基于LDPC編碼的IDMA系統(tǒng)的簡化接收機，它可以獲得計算復雜度和系統(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，提出了一種用于 IDMA系統(tǒng)中基于隨機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)的復雜度。
　　在第二章的基礎上，第三章研究了OFDM-IDMA系統(tǒng)的多頻偏抑制

4、方法以及二維信號檢測方法。首先介紹了OFDM-IDMA系統(tǒng)的發(fā)射機和接收機基本結構；然后研究了上行 OFDM-IDMA系統(tǒng)的多頻偏抑制問題；在分析多頻偏對上行OFDM-IDMA系統(tǒng)接收機檢測的影響之后，提出了一種用于上行OFDM-IDMA系統(tǒng)中抑制多頻偏的檢測方法。此外，為了降低計算復雜度，文中還提出了一種上行OFDM-IDMA系統(tǒng)中的低復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)擴展到時域和頻域兩個維度，并提出了二維OFDM-IDMA信號的檢測方法。二維OFDM-IDMA系統(tǒng)不但可以降低交織器的復雜度，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用的SCM系統(tǒng)在頻偏估計、峰均比抑制和信道估計等方面的問題。首先介紹了SCM-OFDM系統(tǒng)的發(fā)射機和接收機結構模型；在分析頻偏對SCM-OFDM系統(tǒng)的影響之后，文中提出了兩種基于信號檢測的盲頻偏估計方

6、法；提出的頻偏估計方法，不需要額外的導頻符號，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)中進行峰均比的抑制，并采用估計性能較好的基于Kalman濾波器的方法去估計SCM-OFDM系統(tǒng)的信道信息。仿真結果表明，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濾波器的信道估計方法可以明顯提高傳統(tǒng)方法的估計性

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

8、制高速信道中額外的ICI干擾，從而將導致系統(tǒng)性能的下降。其次，基于一個整合的干擾估計消除器得到了一種迭代的檢測方法，它能夠同時對 ICI和多址干擾（ Multi-Access Interference, MAI）進行迭代估計和消除。此外，通過對干擾信號均值和方差的近似得到了一種低復雜度的改進檢測方法。最后針對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和抵消方法。該方法不但可以抑制SCM-OFD