多載波交織多址無(wú)線(xiàn)通信關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本論文對(duì)多載波交織多址系統(tǒng)，即正交頻分復(fù)用交織多址(OFDM-IDMA,OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing-InterleaveDivisionMultipleAccess)系統(tǒng)的若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。
　　首先，對(duì)OFDM-IDMA系統(tǒng)的相關(guān)概念和收發(fā)機(jī)的基本原理進(jìn)行了介紹。在對(duì)現(xiàn)有接收機(jī)原理分析的基礎(chǔ)上，研究了有載波頻偏(CFO，CarrierFrequencyOffset)時(shí)的信號(hào)

2、檢測(cè)方案，提出了一種能夠完全消除CFO的接收機(jī)算法，并分析了該算法的計(jì)算量。由于抑制CFO的需要，該算法的計(jì)算量遠(yuǎn)高于無(wú)CFO時(shí)傳統(tǒng)接收算法的計(jì)算量。在分析軟信息影響因素的基礎(chǔ)上，提出了一種降低復(fù)雜度的改進(jìn)方案，該方案在幾乎不犧牲性能的情況下顯著地降低了計(jì)算量。
　　進(jìn)一步，考慮了CFO在接收端未知且信道狀態(tài)信息(CSI，ChannelStateInformation)也未知情況下的接收算法，提出了一種信道和CFO聯(lián)合估計(jì)和跟蹤的

3、接收機(jī)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)接收機(jī)的基礎(chǔ)上嵌入了更新信道和CFO的模塊，并使用估計(jì)出的數(shù)據(jù)來(lái)輔助信道和CFO估計(jì)，形成一種新的迭代檢測(cè)結(jié)構(gòu)，它是現(xiàn)有迭代結(jié)構(gòu)的一個(gè)自然推廣。在每次迭代中，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，提出了基本信號(hào)檢測(cè)方案。該方案考慮到了信道和CFO估計(jì)誤差對(duì)數(shù)據(jù)檢測(cè)的影響，同時(shí)不需要知道信道和CFO估計(jì)誤差的分布情況，簡(jiǎn)化了接收機(jī)的復(fù)雜度。仿真結(jié)果表明，該接收機(jī)經(jīng)過(guò)多次迭代可以收斂到接近信道和CFO信息精確已知情況下的性能。
　

4、　然后，針對(duì)OFDM-IDMA在用戶(hù)數(shù)目較多時(shí)需要迭代次數(shù)較大從而造成接收復(fù)雜度較高的情況，提出了用戶(hù)分組技術(shù)。在分組OFDM-IDMA(G-OFDM-IDMA，GroupedOFDM-IDMA)中，將用戶(hù)和子載波分為若干個(gè)組，每個(gè)組的用戶(hù)僅在同一個(gè)組的子載波上傳輸，從而降低了子載波的平均負(fù)載，也就降低了接收端的計(jì)算量。為保證分組過(guò)程中不犧牲帶寬效率和誤碼率性能，分析了數(shù)據(jù)速率和誤碼率的影響因素，在此基礎(chǔ)上將用戶(hù)分組問(wèn)題轉(zhuǎn)化為整數(shù)規(guī)劃問(wèn)

5、題，然后提出了一種低復(fù)雜度的次優(yōu)解決方案。仿真結(jié)果表明通過(guò)用戶(hù)分組可以在不犧牲其它性能的前提下顯著地降低接收端的解碼復(fù)雜度。
　　最后，針對(duì)目前研究熱點(diǎn)之一的可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)(VLC，VisibleLightCommunications)，研究了將OFDM-IDMA用于VLC的可行性，提出了非對(duì)稱(chēng)限幅光OFDM-IDMA(ACO-OFDM-IDMA，AsymmetricallyClippedOptical-OFDM-IDMA)系

6、統(tǒng)，并與典型的多載波多址方式非對(duì)稱(chēng)限幅光正交頻分復(fù)用多址(ACO-OFDMA,AsymmetricallyClippedOptical-OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess)進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，ACO-OFDM-IDMA有更高的功率效率。進(jìn)一步，針對(duì)非對(duì)稱(chēng)限幅系統(tǒng)中僅利用了奇數(shù)子載波，而將偶數(shù)子載波上的信號(hào)視為噪聲，從而造成接收功率利用不充分的問(wèn)題，在分析偶數(shù)子載波信號(hào)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了