下一代無線通信多址接入技術的研究.pdf

1、多址技術是無線通信演進的基礎技術,多址技術的突破往往會促進無線通信系統(tǒng)的更新?lián)Q代。隨著無線通信的迅速發(fā)展,有限的頻譜資源與不斷增加的系統(tǒng)容量需求之間的矛盾越來越突出。多址技術的有效設計是解決該矛盾的途徑之一,受到學術界和工業(yè)界的廣泛關注。
　　 本文系統(tǒng)介紹了現(xiàn)有多址方式的基本原理和特點,從多用戶信息論的角度分析了各種多址技術的系統(tǒng)容量,深入研究了基于碼分多址(CDMA)的非正交多址技術、單載波頻分多址(SC-FDMA)接入技術

2、以及協(xié)作多址接入技術。給出了傳統(tǒng)的多址接入技術在實際應用中存在的抗干擾性差、峰均比(PAPR)高以及性能增益小等問題的解決方法,并通過仿真實驗驗證了其有效性。
　　 針對CDMA系統(tǒng)中的多址干擾問題,提出一種基于最小二乘恒模準則的多用戶檢測算法。該算法通過利用期望用戶的擴頻碼對最小二乘恒模算法進行線性約束,從而確保算法收斂于期望信號。為了增強期信號的能量,結合子空間方法和線性約束最小二乘恒模算法,降低權向量在噪聲子空間的能量。同

3、時采用高斯法和拉格朗日方法確定拉格朗日方程并利用泰勒級數(shù)展開,遞推得到最優(yōu)權向量,從而顯著降低了檢測器的計算復雜度,適用于工程上的實現(xiàn)。
　　 考慮到LTE-A上行的兩種多址方式的高峰均比問題,提出了一種天線分組機制。在該方案中,多個子頻帶被分配給多根天線,降低了每根天線上的頻帶數(shù)目,從而提高了峰均比性能。引入一種新的子載波映射方案,通過將一個碼字的數(shù)據(jù)塊映射到多個頻帶和多根天線上,使得相同的數(shù)據(jù)在多個頻帶和多根天線上傳輸,從而

4、獲得更多的頻率分集和空間分集增益。
　　 基于多用戶中繼系統(tǒng),傳統(tǒng)的模擬網絡編碼在編碼過程中會引起比特能量的下降,從而導致在接收端譯碼性能的下降。針對這一問題,提出了基于分層調制的模擬網絡編碼,將分層調制結合模擬網絡編碼,在節(jié)省資源的同時獲得了更多的譯碼增益。為了進一步提高性能,在接收端,通過對接收到的兩個數(shù)據(jù)包進行軟信息合并。
　　 網絡編碼雖然減少了時隙,由于信道的不對稱性,在廣播時,網絡編碼必須以信噪比最低的鏈路進

5、行速率匹配,因此導致了吞吐量的下降。針對這一問題,提出了一種自適應網絡編碼算法。通過聯(lián)合傳統(tǒng)的譯碼轉發(fā)機制和網絡編碼,利用信道實時狀態(tài)信息比較兩種傳輸機制的瞬時容量從而自適應選擇工作方式。仿真結果證明該算法具有更好的平均容量。
　　 深入研究了下一代無線通信系統(tǒng)的關鍵技術,系統(tǒng)分析了面向物聯(lián)網和寬帶移動通信的高效混合接入機制和面向高速無線視頻傳輸?shù)目鐚釉O計,探討了研究背景,需要解決的問題和潛在的技術,最后指出了可開展的研究方向。