张鹏[1]2008年在《多载波CDMA系统扩频码及载波分配技术研究》文中提出多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Out-put,简称MIMO)系统的信道容量近似地与收发天线数目的最小值成正比,相对于传统的通信系统能够成倍地提高系统容量,而正交频分复用(OrthogonalFrequency-Division Multiplexing,简称OFDM)系统能够以低复杂度有效地对抗无线信道中的多径衰落,因此两者的结合MIMO-OFDM系统被认为是下一代移动通信系统物理层的主要备选方案之一。码分多址(Code-Division Multiple Access,简称CDMA)作为一种多址技术能够提供用户的灵活接入方式,并在多小区组网环境下具有较高的频率复用系数。结合了CDMA多址方案的OFDM或MIMO-OFDM系统融合了叁种技术各自的优势,因而在未来的无线通信方案中具有良好的应用前景。本文主要研究整合叁种技术优势而形成的基于CDMA的MIMO-OFDM系统,在针对此系统的空时频扩展码字-耦合正交码的基础上,发展出两种耦合正交码字的生成算法,分别命名为延伸法和旋转法,并将所提出算法与传统码字进行系统性能仿真比较,所提出算法生成码字在性能上较传统码字更优;此外,针对结合CDMA与OFDM技术所形成的多载波CDMA系统(MC-CDMA)系统,本文提出了两种子载波分配方案:基于用户归一优先级的动态子载波组分配方案;基于部分比例公平的用户载波自适应分配方案。并将所提出方案与传统方案进行系统仿真比较,两种新方案均优于传统方案。本文的主要意义在于对于基于CDMA的MIMO-OFDM系统,新的耦合正交码字构造算法不仅提供了更为灵活的构造方式,同时也打破了沃尔什—哈达玛码矩阵的长度限制,能够进一步提高系统频谱效率。对于MC-CDMA系统的资源分配方案上,本文引入了分组和用户公平的概念,在此之上提出的方案在分配效率,用户公平性以及实际应用价值上都有了较大的提高。
齐放[2]2016年在《MC-CDMA系统中的同步技术研究》文中研究表明当今社会人们对于无线通信传输速率和稳定性的要求不断提高,多载波码分多址技术由于结合了正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术和码分多址(Code Division Multiple Access, CDMA)技术的优点已经成为现阶段无线通信领域研究的热点问题。多载波码分多址技术具有频带利用率高、抗载波干扰(ICI)能力强、抗符号间干扰(ISI)能力强、适应高速率信息传输等优势,已经发展成为4G通信的关键技术之一。但是MC-CDMA技术也保留了OFDM和CDMA技术中的缺陷,尤其是对多普勒效造成的发射机和接收机之间的频率偏差敏感,另外发射机与接收机本地振荡器频率相位等因素不匹配引发的符号误差可能严重影响信号传输,如何保证发射和接收两端的符号同步就成了MC-CDMA技术亟待解决的首要问题,本文着重探讨如何精确对符号同步的起始位置进行估计。本文首先对移动通信的发展做了简要的回顾,介绍了无线信道对信号传输的影响,在此基础上分别重新回顾了扩频通信和OFDM概念,然后对比了正交频分复用和码分多址技术结合的叁种方案,并对MC-CDMA技术进行了着重介绍。进一步介绍了MC-CDMA技术中的叁种同步方式,本文重点探讨MC-CDMA的符号同步,也称帧同步技术。然后对现阶段广泛应用的两种同步算法进行了理论研究和仿真分析,得出了基于循环前缀的最大似然(Maximum Likelihood)估计法和基于导频的PN(Pseudo Noise)序列相关性同步算法的优缺点。然后对原有PN序列相关性同步算法只能完成符合同步的初始捕捉而无法继续实现起始位置精确估计的问题,提出了算法的改进思想,改变了原有循环前缀的结构,在MC-CDMA数据帧头部插入PN序列,改变了帧的结构,再将PN序列作为帧之间的循环前缀填入保护间隔内来实现起始位置的精确估计。改进算法提高了同步估计的准确度,缩短了精确跟踪时间且极大降低了算法复杂程度。
张鹏[3]2015年在《高效调制多载波与多址技术研究》文中认为无线多媒体等新兴通信业务的高速发展与有限的无线频谱资源成为现代无线通信领域的一对主要矛盾,在有限的频带内获得更高的频谱效率是新一代无线通信系统的核心指标。近年来,高效调制技术备受关注,出现了以扩展的二元相移键控(EBPSK)和多元位置相移键控(MPPSK)为代表的一系列高效调制技术。迄今为止,关于高效调制技术的研究主要针对单载波通信,如何实现高效调制的多载波与多址传输,是接下来的研究目标。因此本文围绕高效调制多载波与多址技术进行了以下几个方面的研究：1.为了实现高效调制的多载波传输,利用线性滤波器的迭加原理,通过观察冲击滤波器的输出波形,分析了高效调制多路信号间干扰的原因。在此基础上,提出了一种基于时分的EBPSK多载波实现方式,将邻道信号相对延迟,使各路载波的判决区域在时间上区分开,避免判决区域的碰撞。还研究了一种MPPSK调制的多载波实现方式,通过将各路MPPSK信号降低一定的调制阶数,利用同一码元周期的不同时间片段进行调制,从而消除多路MPPSK调制信号间的干扰。2.为了实现直序扩频的扩展二元相移键控(DS-SS/EBPSK)调制的多址通信,研究了一种DS-SS/EBPSK调制的码分多址实现方法。首先对DS-SS/EBPSK调制信号进行分析,公式化表述了DS-SS/EBPSK的调制过程,得到了可用于解扩和码分多址的等效扩频序列；在此基础上,设计了相关接收机对DS-SS/EBPSK调制信号进行检测,利用不同用户扩频序列互相关很小的特点实现多址传输。另外,又依据DS-SS/EBPSK信号通过冲击滤波器后所得包络与扩频序列之间的相关性,尝试了基于冲击滤波器的DS-SS/ EBPSK码分多址方式。3.研究了一种MPPSK调制的跳时多址实现方法。发送端对时域连续的正弦载波进行调制,根据用户唯一分配的跳时图案及待发送的符号,在相应的时隙产生相位跳变,非跳变处都是正弦波；接收端将信号通过冲击滤波,依据传输时延及跳时图案获得相应时隙的包络值,进行检测判决。4.针对以MPPSK为代表的多进制高效调制的多用户干扰,将MPPSK调制的相位跳变用波形跳变代替,从跳变波形设计的角度出发,推导出了能够消除多用户间干扰的跳变基本波形需要满足的条件。在此基础上,提出了基于跳变波形的多进制高效调制多址方法。5.针对载波是造成高效调制多路信号间干扰的原因之一,在MPPSK调制的基础上形成了脉冲MPPSK调制。分析了脉冲MPPSK调制的优势,推导出了脉冲MPPSK调制的功率谱,对脉冲MPPSK调制进行了改进,对双极性的二元偏移脉冲键控调制进行了研究。
郝敬涛[4]2006年在《无线通信中多载波码分多址技术研究》文中研究指明新一代无线通信系统应该能够支持更高的峰值信息传输速率，具有更灵活地支持可变速率、支持更丰富的业务和适应更恶劣的环境的能力。以正交频分复用技术为代表的多载波技术结合第叁代移动通信中占主导地位的码分多址技术正成为这一领域中具有竞争力的备选方案。多载波正交频分复用技术是调制技术，该技术和不同的多址接入技术结合，能够为多个用户同时提供接入服务。多址技术将基站的全部可用资源(包括频率、时间、码字、空间等)划分为单独的部分，供用户使用，在多用户通信系统中具有重要的作用。多载波CDMA系统将OFDM技术和CDMA技术相结合，继承了两种技术的诸多优点，由于多载波技术对于频率选择性衰落导致的多径干扰和符号间串绕具有很强的抵抗力，从而避免了码分多址系统容量受限于多址干扰和频率选择性衰落引入的干扰的问题。因此，多载波码分多址技术既对多径效应引起的符号间串扰有很强的抵抗力，也具有码分多址系统高用户容量的优点。本文从分析无线通信中多载波码分多址技术的理论、现有算法及相关技术入手，重点研究了功率控制算法、同步技术和系统结构，研究的主要内容和创新点如下：1、提出了一种反向预测功率控制算法。多载波DS-CDMA系统中，数据是通过不同的子载波发射的，每个子载波的频率不同，信道条件不同，信号的衰落也就不同，因此需要对每个子载波的发射功率进行控制。提出的这个预测功率控制算法，能够预测出每个子载波信道下信号经历的衰落并进行补偿，以此来减小基站接收功率的变化，改善系统的BER性能，进而提高系统的容量。仿真表明该算法能预测出信号经历的衰落并进行补偿，因此减小了基站接收SNR的变化，即减小基站接收功率的变化，在BER性能相同时，采用本算法的系统能容纳更多的用户。2、提出了一种快速变步长码捕获算法。在该算法的实现结构中，设计了新的捕获结构VCC环路，该环路用于更新辅助序列信号的相位使之与接收到的PN序列相位对准。另外，进行了基于马尔可夫链的新捕获结构的平均捕获时间的分析；新算法在较恶劣信噪比条件下仍能保持较好的性能，而且大大缩短了同步过程所需要的时间。3、提出了一种改进的多载波码分多址时频联合分集系统，改进后的多载波系统通过对用户的PN码进行正交化处理，使接收端通过时频联合分集，获得时域分集和频偏分集的双重效果。这种多载波系统可与灵活选择串并转换支路数和相同比特支路数，使系统性能达到最佳。仿真结果表明，使用时频联合分集技术，MC-DS-CDMA系统的BER性能得到了显着的提高。综上所述，论文对于多载波码分多址无线通信系统中的功率控制、同步技术和系统结构进行了深入的研究，并提出了新的算法，仿真实验证实本文所提出的算法能够获得好的效果。
周杲[5]2017年在《无线通信系统中的正交频分复用与多址接入技术研究》文中进行了进一步梳理多路复用(Multiplexing)和多址接入(MA)是无线通信中常用的资源分配方案,也是无线通信技术研究的热点。常用的资源分配方案包括正交和非正交分配方案。前者如时分(TD)和频分(FD);后者包括如码分(CD),均可实现良好的信号传输。然而,无线通信恶劣的信道条件在一定程度上限制了这些方案理论上所能达到的通信效果。要抵抗信道的影响,一般总包括两种思路:一是设计更适应恶劣信道条件下的正交方案,如向量正交频分复用(V-OFDM);另一种采用非正交多址结合更为复杂的迭代接收机设计,例如turbo译码器,由此派生出的交织多址(IDMA)。本文即是从改善通信系统的传输性能,减少高速移动下信道条件对系统的影响,以及提高系统容量的角度,对上述技术进行分析与研究,得到了一些重要的结果,提出了一些改进方案。论文首先从改进向量正交频分复用(V-OFDM)性能着手,对其系统特征进行分析,通过引入傅里叶变换并加扰,提出了一种基于傅里叶扩展的加扰向量频分复用技术(DFT-SV-OFDM),并给出了该系统性能的理论分析。由分析和仿真结果表明,所提出的复用方案解决了 V-OFDM峰平比高,接收机计算复杂度大的缺点,同时拥有优良的抗信道衰落的特性。其次,针对DFT-SV-OFDM的特性,结合差分编码,提出了基于频移加扰差分反馈检测与均衡的DFT-SV-OFDM系统,揭示了多径衰落信道条件下出现信道估计误差时对系统性能的影响。更进一步,针对高速移动环境下的快时变信道,提出了联合时频域双差分检测均衡技术的DFT-SV-OFDM解决方案,以减小快速信道条件下的信道估计误差对均衡的影响。两种方案都给出了系统性能的理论分析和仿真结果。研究表明,这两种方案在存在信道估计误差时都优于V-OFDM和DFT-SV-OFDM方案。然后,在所提出的DFT-SV-OFDM基础上,给出了两种多址接入方案。一种将不同的子载波分配给不同的用户实现多址,即基于傅里叶扩展的加扰向量频分多址(DFT-SV-OFDMA)。另一种是基于码分复用的自适应多速率DFT加扰矢量多载波码分多址接入(AMR-DFT-VMC-CDMA)系统,即结合码分多址技术,将信号用不同扩频码扩频后送入子载波发射,并设置自适应参数调整算法以确保足够长的传输帧长。仿真结果表明DFT-SV-OFDMA性能优于DFT-S-OFDMA系统,而AMR-DFT-VMC-CDMA系统性能优于MC-DS-CDMA系统,且通过调整参数,既满足了一定信道利用率下对帧长的要求,保证了频谱效率提高,又可以灵活完成多速率多用户的信息传输。最后,论文研究了交织多址技术。通过分析交织多址信号的构成,以及码片级迭代解码器对该信号的解码过程,从扩频通信的角度对其性能进行了分析,得到了未编码的单载波交织多址系统在高斯信道条件下,在满足一定信噪比要求时,所能达到的用户容量界。通过理论推导,揭示了该系统平均信噪比、用户个数、扩频长度之间的关系,指出了交织多址虽然用交织来区分用户,但其性能仍然符合扩频通信基本原理。在此基础上,提出了一种基于交织多址接入和码分多址接入的高容量混合码分/交织多址接入系统。由于两种系统都是扩频系统,因此通过在两组扩频用户间分别采用解码器和码片级交织迭代解码器,可以使得新系统在高用户负载时性能远优于CDMA系统,而在接收复杂度上远优于IDMA。仿真结果表明,该系统适合高负载通信的需求。
杨霄鹏[6]2002年在《多载波码分多址技术研究》文中研究指明本文在码分多址技术和正交多载波技术原理基础上，分析了高斯白噪声信道中多载波码分多址(MC-CDMA)系统的数学模型，并且使用不同的扩展码对下行信道和上行信道误码率性能分别作了计算机仿真分析。讨论了一个256载波的MC-CDMA系统的数学模型，分析了在频率选择性瑞利衰落信道中的误码率性能。 在频率选择性瑞利衰落信道条件下，提出一种基于信道估计的反馈—预补偿均衡检测算法。对接收机判决变量输出分析表明，该算法能有效增加关心用户的解扩滤波相关峰值，对误码率性能有很好的改善。计算机仿真证实了分析结果。 研究分析了一种使用差分编码的非相干接收MC-CDMA系统，对频率选择性瑞利衰落信道条件下的误码率性能进行了计算机仿真，并且和基于理想信道估计的相干解调方案进行了比较。
魏杰[7]2010年在《多载波CDMA多用户检测方法的研究》文中认为传统CDMA系统容量大,保密性好,但数据传输速率比较低,不能满足高速数据通信的需求。而将CDMA和OFDM技术相结合产生的多载波CDMA技术,不仅保留了CDMA的优点,还继承了OFDM高传送速率,较强的抗多径干扰能力等优点,而且其频带利用率比两者都要高。但由于多载波CDMA中多个用户共享相同的频段,仅靠各用户不同的扩频码来区别,而实际中由于多种原因,扩频序列间很难保证完整正交性,从而不可避免的产生多址干扰,不仅使系统对远近效应变得敏感,而且系统容量也受到了限制。传统的单用户检测器将多址干扰等同于高斯白噪声,抗多址干扰能力较差。而多用户检测则通过充分利用各用户扩频码的结构信息,在对抗多址干扰中表现出了很好的性能。本文分析了多载波CDMA中叁种方案的不同,然后以MC-CDMA为研究对象,分析和建立了数学模型,并以此模型的仿真平台下对单用户检测中的最大比值合并和等增益合并进行了仿真实验,分析了仿真结果,并总结出单用户检测存在的问题,从而引出多用户检测的概念。然后对多用户检测中的几种典型多用户检测进行了仿真实验,并进行了分析比较。最后介绍了部分并行干扰抵消及两种求解最优干扰抵消因子的算法：基于求解期望值与判决输出的最小均方误差期望的算法和基于求解最小残余干扰方差的的算法,然后在仿真实验中对部分并行干扰抵消及两种算法性能进行了仿真,得到了决定最优干扰抵消因子的几个因素及两种算法的比较结果。
周杲, 范平志, 郝莉[8]2017年在《基于OFDM的DFT加扰矢量码分多址接入技术》文中提出为解决基于多载波的多址系统在出现子载波深度衰落时系统性能下降的问题,根据矩阵置换原理,提出了一种DFT加扰矢量多载波码分多址接入系统(DFT-VMC-CDMA).该系统利用张量积(Kronecker积)的矩阵分解性,引入矢量正交频分复用(V-OFDM)技术对发射信号进行组合排列,通过对张量积的矩阵向量求解获得分集增益抑制单一子载波上的衰落,并基于r循环信道矩阵的分解特性,加入DFT扩展和加扰前缀,减小系统复杂度和峰平比.通过仿真验证可知,该系统性能与传统的多载波系统相比,在20 d B高信噪比条件下,比上行链路的多载波直接序列码分多址(MC-DS-CDMA)平均提升6 d B,比下行链路的多载波码分多址(MC-CDMA)平均提升0.5 d B,达到了理论上的多径信道分集增益界;此外,新系统还降低了峰平比,提升了频谱效率,如当载波数为64,块长为8,保护间隔为12时,峰平比降低了2 d B,频谱效率提升了10%.
张捷[9]1999年在《实现宽带无线多媒体通信的码分多址技术》文中研究表明本文介绍了多载波直扩码分多址和慢跳频码分多址技术，它的提出使大容量及高速率数据传输的移动通信、个人通信和多媒体通信系统更易实现。
孟明珠[10]2012年在《循环正交序列及其在蜂窝系统中的应用》文中研究指明本文针对蜂窝系统中多用户干扰问题提出了一种循环正交（CO）序列，将其分别应用到TDMA、CDMA和MC-CDMA系统中，并给出了性能仿真结果。在TDMA系统中，发送端将CO序列与信息进行卷积操作实现随机化，相对应地，于接收端进行相关解随机操作，形成R-TDMA传输方案。该方案可以在多径信道下同时消除小区内与小区间的干扰。仿真结果表明在高信噪比区域，R-TDMA的性能要优于TDMA系统。在CDMA系统中，基于CO序列构造出一系列具有灵活长度的零相关区（ZCZ）码，将其作为扩频码应用于准同步CDMA系统中，只要同步误差控制在ZCZ长度范围内，系统就能够实现无干扰传输。此外，本文构造的ZCZ码与传统的二进制ZCZ码相比可以支持更多的用户数。最后，由于本文构造的ZCZ序列集本身就是正交序列集，通过加入循环前缀，ZCZ序列可以抵抗多径干扰。当用户间存在码片偏移时，将ZCZ序列应用于MC-CDMA系统中仍能保证用户间正交传输。
参考文献：
[1]. 多载波CDMA系统扩频码及载波分配技术研究[D]. 张鹏. 北京邮电大学. 2008
[2]. MC-CDMA系统中的同步技术研究[D]. 齐放. 大连理工大学. 2016
[3]. 高效调制多载波与多址技术研究[D]. 张鹏. 东南大学. 2015
[4]. 无线通信中多载波码分多址技术研究[D]. 郝敬涛. 哈尔滨工程大学. 2006
[5]. 无线通信系统中的正交频分复用与多址接入技术研究[D]. 周杲. 西南交通大学. 2017
[6]. 多载波码分多址技术研究[D]. 杨霄鹏. 西北工业大学. 2002
[7]. 多载波CDMA多用户检测方法的研究[D]. 魏杰. 北京邮电大学. 2010
[8]. 基于OFDM的DFT加扰矢量码分多址接入技术[J]. 周杲, 范平志, 郝莉. 西南交通大学学报. 2017
[9]. 实现宽带无线多媒体通信的码分多址技术[J]. 张捷. 移动通信. 1999
[10]. 循环正交序列及其在蜂窝系统中的应用[D]. 孟明珠. 西安电子科技大学. 2012
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