论文部分内容阅读
本学位论文针对无线信道复用传输理论与技术展开研究,包括复用传输信号一般形式及系统模型、系统总体资源效率、多输入多输出(MIMO,Multiple InputMultiple Output)信号检测方法改进以及信道复用传输新方案等论题。 论文的主要工作包括以下方面。 1)对已有的信道复用传输方式,包括调制方式和多址方式,进行分析、抽象,给出信道复用传输的信号一般形式及系统模型。在此基础上,对已有各种信道复用传输方式的性能特点进行评价,并以具体例证说明由信道复用传输的信号一般形式及系统模型可以导出信道复用传输新方案,以适应不同场景对各种传输性能指标的不同要求。 2)在分析信噪比、带宽效率等现有通信系统资源效率衡量指标的基础上,基于归一化信噪比和归一化带宽,定义了通信系统资源需求平面,给出了通信系统总体资源效率的定义和测度方法,以此为基础进行了不同通信系统资源效率的比较。 3)提出一种噪声投影依序逐次消去(OSNPC,Ordered Successive NoiseProjection Cancellation)MIMO检测算法,该算法与传统的干扰依序逐次消去(OSIC,Ordered Successive Interference Cancellation)算法具有相同的检测性能,但计算复杂度大幅降低,可作为OSIC算法的一种简化算法。另外,在对偶格约减(DLR, DualLattice Reduction)辅助MIMO检测方案中,若以OSNPC算法取代OSIC算法,可省去求约减基矩阵的伪逆矩阵的步骤,检测器的整体复杂度可进一步降低。 4)在OSNPC算法研究的基础上,提出一种OSNPC改进算法。该算法首先对发送符号向量中信噪比最小的判决变量所对应的符号做出假设,其后的符号检测则使用OSNPC算法;如果首符号假设是正确的,则检测所得的符号向量必定等于或最接近发送符号向量的真值;对首符号进行遍历假设,得到多种检测结果,再根据欧氏距离最小原则,在多种检测结果中选择最有可能的一种作为最终的检测结果。理论分析和仿真结果表明,这种OSNPC改进算法在检测性能上已逼近最佳检测;对于发送天线数量大但符号的星座规模较小的MIMO系统,该算法具有适中的计算复杂度,是该类系统较为理想的检测方案。 5)在分析现有Gauss格约减(LR,Lattice Reduction)算法和LLL(Lenstra-Lenstra-Lovász)格约减算法的基础上,提出一种新的对偶格约减算法,称之为高效DLR(EDLR,Effective DLR)算法。分析与仿真结果表明,EDLR算法与传统的LLL和SA(Seysens algorithm)格约减算法相比,当格维数较大时,计算复杂度降低一个数量级以上,而格约减性能相当;采用EDLR算法构成的LR辅助MIMO检测方案,与现有的LR辅助MIMO检测方案相比,复杂度低且检测性能优越,尤其适用于发送天线数量大,且接收天线数大于发送天线数的MIMO系统。 6)根据信道复用传输信号一般形式及系统模型,提出一种独立加性白高斯噪声(AWGN,Additive White Gaussian Noise)信道下的非正交波形分割复用传输方案,其波形集取自离散小波分析中的一种非正交小波基。该传输方案与空间复用MIMO系统有着相似的信号结构,因此,MIMO信号的检测方法可以直接用于该传输系统的信号检测。分析与仿真结果表明,该传输方案具有很高的带宽效率和总体资源效率,适用于频带受限的应用场合。