CDMA系统中的扩频序列与自适应调制编码若干问题研究

CDMA系统中的扩频序列与自适应调制编码若干问题研究

谢俊松[1]2002年在《CDMA系统中的扩频序列与自适应调制编码若干问题研究》文中认为在码分多址(CDMA)系统中,扩频序列的特性在很大程度上决定了抗多址干扰(MAI)能力和系统容量,而高频谱效率的自适应调制编码(AMC)技术则是获得高速率和低误码率(SER)移动数据传输性能的关键因素。针对直接序列码分多址(DS CDMA)系统,本文主要研究了正交扩频序列和自适应调制编码若干问题,包括正交变长扩频序列的相关性及其对DS CDMA系统性能的影响、采用广义正交(GO)序列的多载波直接序列码分多址(MCDS CDMA)系统性能、吞吐量最大化自适应调制、自适应Turbo-QAM编码调制在广义衰落信道中的性能,以及WCDMA下行分组接入(HSDPA)中自适应调制与编码性能五个方面。 本文首先分析了正交变长扩频序列的相关特性,导出了以变长序列非周期部分相关表示的CDMA系统多址干扰(MAI)新的分析表达式,并分析了多速率码分多址系统中,期望用户的自干扰(SI)、多址干扰和误比特(BER)性能。结果表明,干扰用户所采用的OVSF序列长度对期望用户的BER性能有显着影响,而期望用户所采用的序列长度对其BER性能影响较小。本文还建立了一个下行链路仿真模型,对宽带码分多址在不同无线传播环境和移动台运动速率情况下的系统性能进行了仿真。基于多载波直接序列码分多址在乎坦衰落信道中序列偏移小于1个码片及在频率选择性衰落信道中偏移任意个码片的系统模型,本文还分析了采用广义正交序列的多载波码分多址系统在不同无线传播环境下的性能。研究表明,由于广义正交序列零相关区(ZCZ)的存在,即使处于高速运动无线环境,仍然可以取得近似理想性能,即使序列偏移超出了零相关区,仍然对干扰有明显的抑制作用,显着提高系统性能。 接着,基于固定调制方案的分组传输吞吐量性能,本文研究了衰落信道中吞吐量最大化自适应调制技术,该方法可以取得显着的吞吐量性能增益。同时,高斯分布和均匀分布的信道衰落信息反馈误差对自适应MQAM吞吐量性能影响的研究表明,当误差超过一定程度时,自适应系统吞吐量性能明显下降。本文还得到了MQAM在频率选择性衰落信道中采用RAKE合并新的误码率表达式,并对采用RAKE接收的自适应MQAM在多径瑞利衰落信道中吞吐量性能进行分析。本文还导出了Nakagami-m衰落信道下MQAM和MPSK调制方式新的误比特率表达式,该表达式可以使现有文献的分析结果 西南交通大学博士研究生学位论文 第V页成为其特例。通过建立自适应编码调制研究模型,本文还应用拉格朗日函数法得到了使自适应编码调制系统吞吐量性能最大的信道信噪比转换门限,进而得到自适应系统的平均吞吐量性能。 最后,本文还研究了HSDPA中自适应调制与编码性能,分析了物理层多码信道结构、编码调制方案、自适应传输参数选择,并研究了平坦和频率选择性衰落信道中衰落补偿和最大比合并(MRC)的仿真实现。仿真结果表明,所建立的自适应编码调制系统实现了吞吐量性能的最大化。

尹斐斐[2]2006年在《MC-CDMA系统自适应调制算法的研究》文中认为随着用户对通信业务需求的不断提高,下一代移动通信系统的数据速率将会大大提高,人们已经把目光越来越多地投向第四代(4G)移动通信系统中。实践证明,CDMA与正交频分复用(OFDM)技术的结合,尤其是MC-CDMA技术,可以有效提高系统整体性能,被普遍认为是第四代移动通信系统的核心解决方案。自适应调制技术作为提高数据传输速率以及传输质量的一种重要途径,也是下一代移动通信技术的关键技术之一。 本文针对目前MC-CDMA系统中自适应调制算法研究较少的情况,结合MC-CDMA系统自身的特点,提出了等效子载波的概念,把原先用于OFDM系统的贪婪分配思想及理论分配算法用于MC-CDMA系统,提出了两种新的比特和功率自适应分配算法。在系统数据速率和误码率一定的条件下,使系统所需要的总的发送功率最低。算法适用于接收端采用正交恢复合并(OFDM)和最小均方误差合并(MMSE)方式的系统。仿真结果表明,这两种算法所得到的分配结果相同,采用这两种算法的系统性能要比不采用自适应的传统MC-CDMA系统改善很多,大大节约了发送功率。我们进一步将这两种算法与比特固定分配功率自适应分配算法做了比较,仿真结果表明这两种算法的系统性能更优越。由于自适应调制自身的特点与频域分集增益之间存在矛盾,我们还通过是否采用频域交织以及不同的扩频因子对自适应系统进行了仿真,结果表明不采用频域交织以及较小的扩频因子的自适应调制系统的性能最佳。

佚名[3]2007年在《通信》文中指出TN91 2007011120宽间隔跳频伪码序列设计及其性能检验/赖伟林,张辉,安莎莎(西安电子科技大学通信工程学院)//重庆邮电学院学报(自然科学版).―2006,18(1).―13~16,118.介绍了跳频伪码序列的产生,进行了非线性变换来增加保密性,宽间隔处理完成后,组建跳频系统,并对该组网系统进行了一系列的指标验证,性能检测,得出了由RS码与修正的对偶频带法结合的方法产生的宽间隔调频序列的性能是比较优良的,符合跳频组网的性能指标的结论。图9表1参8

佚名[4]2005年在《通信》文中进行了进一步梳理TN91 2005030642 求解通信优化问题的一种微粒群优化方法/原萍,王光兴,张洋洋(东北大学)//东北大学学报.-2004,25(10).-934-937 简述了微粒群优化算法的原理、流程及其参数,在此基础上,针对其在通信中的应用,提出了一种基于分布式计算的多目标微粒群算法——分割域多目标PSO算法,并将其用于基站优化问题,仿真研究结果表明, 它能很好地解决移动通信中的基站优化问题,并可被有效推广到处理诸如信道分配、网络拓扑优化设计,IP组播、Ad hoc簇结构及组播路由等通信服务.图4参10(木)

周明[5]2015年在《多用户红外反向链路设计与性能研究》文中认为步入信息时代的今天,人们对于数据通信速率以及绿色通信的要求越来越高,而当前应用最为广泛的射频无线通信系统面临着日益紧张的频谱资源以及较强电磁辐射对身体健康的影响,使人们开始寻求频谱资源更宽且更加绿色环保的通信方式。利用红外光(或可见光)作为传输媒介的光无线通信系统因频谱资源丰富、无需许可证、更好的保密性能以及绿色安全等优点而成为近年来无线通信领域的研究热点,本论文将就室内红外光无线通信系统中的几项关键技术和硬件收发信机设计方案进行深入研究。首先,论文对红外光无线通信系统进行了系统性的概述。论文对红外LED特性、光源辐射模型以及人眼安全做了相关介绍,并且重点对比了PIN光电二极管和雪崩光电二极管的特性和各自的优缺点。另外,讨论了红外光信道和噪声二者的等效模型,并实测了红外光信道冲激响应和幅频响应。其次,论文对红外光单用户CDMA系统中点对点通信技术进行了研究。论文在给出点对点红外CDMA通信系统的一般模型和一种可行物理帧结构基础上,重点介绍了MMSE估计和LS估计两种信道估计算法和几种用于改善符号间干扰的时域均衡技术。通过性能仿真发现,信道估计方面LS估计由于受噪声影响较大而性能差于MMSE估计;均衡器方面分数间隔FSE均衡器在多种场景下性能表现都要好于符号间隔迫零均衡器和LMMSE均衡器,并且相比后两者FSE均衡器对定时偏差不敏感。最后,就PAM调制阶数、码道数、扩频比以及信道编解码对系统性能的影响进行了研究。然后,论文讨论了红外光多用户CDMA系统中多点接入通信技术。通过理论推导详细说明了多址干扰产生的原因,并给出了导频干扰抵消信道估计算法用于估计存在导频干扰的各用户信道,通过几种不同场景下的仿真表明该算法能够取得逼近单用户接入点下的信道估计精度。论文集中讨论了几种经典的多用户检测技术,并着重对干扰抵消检测器进行了一些列仿真,仿真结果表明采用干扰抵消检测器后能在较大程度上改善多址干扰,并且采用迭代结构的软PIC检测器性能会比相应的硬PIC检测器性能更加优越。最后,论文阐述了红外光无线通信系统的硬件设计方法。在给出红外光无线通信系统硬件设计的总体方案后,详细介绍了模拟收发电路的设计思路,并利用实现的电路对系统若干重要性能参数进行了测试,例如系统带宽实测结果表明采用模拟有源高通均衡网络后系统3 dB带宽可从约20MHz被拓宽至60 MHz左右。最后,为进一步改善红外光无线通信系统中的符号间干扰,对数字后均衡电路进行了一系列的硬件仿真,确定了相应的数字硬件设计方案,为后续数字均衡器的实现起到了一定的指导作用。

佚名[6]2004年在《通信》文中研究表明TN91 2004040558嵌人式命令管理系统架构的设计与实现/程文青,祝鹏,杨宗凯(华中科技大学)11通信技术.一2(}03,(12).一102一103,106结合具体实践,就一种在实时嵌入式系统Vx叭、〕rks下实现的新颖的高集成度、高效率、易移植

余绪梅[7]2010年在《4发5收自适应V-BLAST MC-CDMA基带系统的FPGA实现及LTE同步技术研究》文中认为多输入多输出(MIMO)技术能有效利用无线信道的多径衰落不利因素,垂直-分层空时码(V-BLAST)技术如同在原有频段上建立多个并行独立子信道,两者结合将极大提高系统容量和频谱利用率;多载波CDMA(MC-CDMA)技术融合了扩频码分多址(CDMA)和正交频分复用(OFDM)的特性,其抗干扰抗多径能力强;自适应技术能使系统满足各种业务对不同传输速率和实时性的要求,提高系统灵活性。因此,本文采用这几种技术构建了完整的4发5收自适应V-BLAST MC-CDMA基带系统。本文所设计的系统模型自适应部分集成了QPSK/16QAM/64QAM叁种调制方式,发送机4根天线上均采用32个子载波和扩频因子为32的OVSF码序列;MIMO信道采用平坦瑞利衰落信道;接收端的5根天线采用与发射端相同的子载波集和OVSF码序列,并选择平方根V-BLAST检测译码方案和等增益合并技术。现场可编程门阵列(FPGA)吞吐率高、配置灵活、计算速度快,非常适合实现高速率的无线通信系统。为此,本文采用verilog语言在赛灵思(Xilinx) Virtex4-VC4VSX55芯片上设计实现所构建的基带系统,并用modelsim仿真评估系统误码率和synplify pro工具综合分析系统性能,包括资源利用率、最高工作频率和时延情况,验证了系统可靠、灵活、高速、实时。本文重点探讨了接收端的检测译码方法,提出平方根V-BLAST检测译码方案,引入了坐标旋转数字计算法(Cordic)的思想。平方根检测算法主要利用Cordic进行矢量旋转变换以避免传统算法的复杂的伪逆计算,降低计算复杂度;同时,平方根算法结合V-BLAST译码的干扰抵消处理,可以保证低误码率;通过仿真验证了该检测译码法能保证接收机准确实时地从接收信号中解码出发送信号。本文最后还探讨了LTE中的小区搜索与同步过程,包括FDD和TDD小区下主从同步序列的传输方式,PSS和SSS序列的生成和检测,并通过Matlab平台仿真验证了主从同步序列在AWGN和瑞利信道下传输具有良好的可靠性。

张琛[8]2006年在《多载波通信系统中的峰值平均功率比抑制技术研究》文中研究说明多载波技术以其潜在的多径对抗能力、高的频谱效率、简单的信道均衡和可灵活地结合其它技术形成衍生系统的能力成为高速数据传输的有效解决方案。目前,以正交频分复用(OFDM)为代表的多载波技术已经成功应用于数字音频广播、数字视频广播、数字用户线、无线接入网、卫星通信、电力线通信等领域,并被认为是下一代无线通信系统的关键技术之一。然而,多载波通信系统存在峰值平均功率比(PAPR)较高的缺点,高PAPR容易导致信号失真、频谱扩展、系统性能下降。论文重点研究如何有效抑制多载波通信系统的高PAPR。首先,论文建立了PAPR抑制问题的理论基础。通过推导OFDM信号的包络变化、自相关和瞬时功率特性,分析了高PAPR产生的原因;从证明OFDM复信号在子载波数增大时依分布收敛于复平稳Gaussian随机过程出发,引入此条件下描述PAPR特性的统计分布函数,研究了衡量PAPR抑制效果的度量;基于高功率放大器(HPA)的模型,讨论了HPA非线性特性对OFDM信号带来的带内失真和带外噪声,阐述了高PAPR对系统的影响。其次,论文研究了基于加扰技术的PAPR抑制方法。在对基于加扰技术的PAPR抑制方法进行总结归类的基础上,重点探讨脉冲成形技术和虚拟子载波技术用于PAPR抑制,提出了基于Nyquist脉冲成形和高频虚载波技术的PAPR抑制方法。前者的研究完善了脉冲成形技术抑制PAPR的原理论证,构造了实用的成形脉冲集合,揭示了PAPR抑制性能与成形脉冲抗码间干扰(ISI)特性间的关系。后者巧妙利用了最小化多载波强度调制光信号最大平均功率的方法,证明了降低离散多音频(DMT)信号峰值功率的下界,给出了求解最优高频虚载波信号的算法。然后,论文研究了基于编码技术的PAPR抑制方法。鉴于多进制调制多载波传输能实现有限带宽内更高速率的数据传输,重点讨论M进制正交幅度调制(MQAM)OFDM信号PAPR抑制的Golay互补序列(GCS)映射方法和格状成形技术,比较了利用M进制相移键控(MPSK)互补序列合成低PAPR的MQAM序列的各算法性能,提出了部分格状成形技术。部分格状成形技术减小了格状成形技术的计算量,可采用序列译码堆栈算法的成形准则,可结合纠错编码使算法适于对误码率性能要求较高的通信系统。针对宽带卫星通信系统应用背景,构建了基于部分格状成形技术的OFDM宽带卫星通信系统模型,推导了MQAM-OFDM系统在加性高斯白噪声(AWGN)、对数正态/莱斯衰落卫星信道的误比特率性能,为多载波技术应用于宽带卫星通信系统做了一些探索性工作。最后,论文研究了基于优选扩频码的PAPR抑制方法。以多载波CDMA(MC-CDMA)系统为对象,立足MC-CDMA信号特点设计具有优良PAPR特性的扩频码。从MC-CDMA信号PAPR与扩频码特性之间的关系式入手,提出了衡量扩频码抑制MC-CDMA信号PAPR性能的两个度量,推导了基于正交互补码的MC-CDMA信号PAPR上界,提出了叁类PAPR特性良好的正交互补码作为多用户MC-CDMA系统可用扩频码,采用所提度量对仿真实验结果进行了合理的解释说明。同时,利用雷达脉冲压缩相位编码信号中的多相序列设计了多相脉压扩频码集合,证明了多相脉压扩频码的性质,分析和仿真实验结果表明所设计的多相脉压扩频码不失为MC-CDMA系统扩频码的一个很好选择。

李佳[9]2006年在《正交频分复用系统中同步技术的研究》文中指出第四代移动通信(4G)中系统的数据传输速率可以达到10Mbps~20Mbps,最高可以达到100Mbps,可以提供数据、图像、视频等多媒体业务。而带宽在移动通信中是非常稀缺的资源。正交频分复用(OFDM)技术由于具有频谱利用率高、调制方式灵活、抗多径干扰等特点,已成为第四代移动通信系统的关键技术。它把信道分成许多正交子信道,各子信道之间保持正交,频谱相互重迭,这样减少了子信道间干扰,提高了频谱利用率。随着人们对通信宽带化、个人化和移动化的需求,OFDM技术在无线通信领域必将得到广泛应用。 本文首先介绍了移动通信的发展现状、无线通信信道和OFDM技术的基本原理,然后着重对OFDM技术的基本理论知识、基本系统模型和保护间隔循环前缀等相关的理论进行分析,并介绍了OFDM技术的发展现状和技术优缺点。在用MATLAB搭建的系统仿真平台上对OFDM系统的抗多径能力、抗高斯白噪声能力、抗同步错误的能力,以及由较高的PAPR而导致的信号畸变所引起的误码率的情况,进行了仿真,比较了几种子载波的调制方式(主要比较了PSK、QPSK以及16PSK)在各种信道环境下的性能表现。OFDM系统对频率偏移敏感,因此同步技术在OFDM系统中占有重要地位。本文重点研究了OFDM系统中的同步技术。分别对OFDM系统当中的定时同步和频率同步问题进行了分析。分析了载波同步、采样同步和符号定时同步对系统性能的影响。研究利用导频信号进行同步的方法、基于特殊训练符号进行同步的算法和利用循环前缀相关性的最大似然估计算法及其改进算法,给出了仿真结果并进行了比较。最后研究了OFDM在蜂窝系统中的应用问题。介绍了几种多载波CDMA技术、多载波方案的比较以及多载波CDMA系统的优缺点。

参考文献:

[1]. CDMA系统中的扩频序列与自适应调制编码若干问题研究[D]. 谢俊松. 西南交通大学. 2002

[2]. MC-CDMA系统自适应调制算法的研究[D]. 尹斐斐. 北京邮电大学. 2006

[3]. 通信[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2007

[4]. 通信[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2005

[5]. 多用户红外反向链路设计与性能研究[D]. 周明. 东南大学. 2015

[6]. 通信[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2004

[7]. 4发5收自适应V-BLAST MC-CDMA基带系统的FPGA实现及LTE同步技术研究[D]. 余绪梅. 北京交通大学. 2010

[8]. 多载波通信系统中的峰值平均功率比抑制技术研究[D]. 张琛. 国防科学技术大学. 2006

[9]. 正交频分复用系统中同步技术的研究[D]. 李佳. 北京邮电大学. 2006

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