機器通信場景下的波形和多址的研究.pdf

1、隨著無線通信網(wǎng)絡的迅速發(fā)展以及各種終端設備數(shù)量的爆炸式增長，機器通信場景已經(jīng)成為5G通信的重要場景，具有連接數(shù)大，數(shù)據(jù)包小及零星傳輸?shù)忍攸c?；跈C器通信場景的特點，傳統(tǒng)的正交波形技術和正交多址技術無法滿足其更高的頻譜效率和海量設備連接的需求。因此針對該場景提出的諸多挑戰(zhàn)，亟待研究適用于該場景的新型非正交波形和多址技術。本論文的主要內容包括:
　　第一，在機器通信的場景下對不同波形技術的分析比較。傳統(tǒng)的OFDM正交波形技術具有帶外輻

2、射較大，對時頻偏移較敏感以及峰均功率較高等缺點，因此其在機器通信的場景下并不適用，本文將波形的研究重點側重在非正交波形技術方面。本文搭建了機器通信場景的仿真平臺，對兩種基于濾波器的非正交波形:濾波器正交頻分復用(F-OFDM)和通用濾波器多載波(UFMC)技術進行仿真評估，從誤塊率，功率譜密度方面與傳統(tǒng)OFDM波形進行對比分析，證明其在該場景下的適用性。
　　第二，在機器通信的場景下對非正交多址技術的評估。傳統(tǒng)的正交多址機制中一個

3、正交資源只允許分配給一個用戶，很難滿足機器通信場景海量連接的需求。而非正交多址技術通過適當?shù)姆钦毁Y源分配既可以合理的控制干擾，又能滿足海量連接的要求。本文對三種3GPP討論比較廣泛的三種非正交多址技術:交織分多址技術(IDMA)，稀疏碼分多址技術(SCMA)和非正交碼多址技術(NOCA)進行橫向的綜合分析評估，得出其在不同碼率不同信道場景下誤塊率性能的差異，為5G多址技術的標準化提供參考。
　　第三，提出了一種基于串聯(lián)式擴頻的功

4、率域非正交多址方案，包括發(fā)射端碼本的設計及接收端算法的設計。與傳統(tǒng)的基于擴頻的功率域多址方案相比，在系統(tǒng)用戶過載的情況下該方案獲得了誤塊率性能的提升，此外還具有傳統(tǒng)方案不具備的盲用戶識別功能，即接收端能夠在不知道激活用戶的碼本、導頻等先驗信息的情況下，僅根據(jù)接收信息識別激活用戶的身份，可以節(jié)省機器通信場景下信令的開銷，同時盲用戶識別功能具有較低的實現(xiàn)復雜度。
　　本文的研究成果對于5G機器通信場景通信系統(tǒng)的設計，評估和實際應用具有