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Turbo接收机在B3G系统中的应用

2020-11-22阅读(458)

Turbo接收机在B3G系统中的应用

论文摘要

新一代移动通信要求在有限的频谱资源上实现高速率和大容量,需要频谱效率极高的技术,于是在其系统设计中,往往采用多输入多输出-正交频分复用（MIMO-OFDM）系统架构,这就对MIMO 检测提出了更高的要求,通常由于设计上的困难会给系统带来一定的性能损失,因此在接收机中需要通过Turbo 迭代技术来减小干扰的影响,提高系统性能。Turbo 迭代使用了“Turbo 码译码原理”,将译码器输出的软信息反馈给检测器,并通过多次迭代,在检测器和译码器之间充分进行信息交换来获得性能的提高。在MIMO-OFDM 系统的Turbo 接收机的设计中,将软入软出的MIMO 检测算法（即软干扰抵消算法,SIC）与低密度极性校验码（LDPC）译码算法进行迭代检测,使得系统性能可以得到4dB 以上的增益。同时,Turbo 接收机具有较高的复杂度,与采用的MIMO 检测算法和LDPC译码算法的复杂度呈线性关系,可以通过降低MIMO 检测内部迭代次数,设定MIMO 检测概率门限等方法来降低其复杂度。OFDM 技术是新一代移动通信系统的基本实现技术之一,但OFDM 信号存在峰值平均功率比（简称峰平比,PAPR）过高的问题,在常见的PAPR 控制技术中,限幅法是最简单和最直接的方法,但会导致非线性失真,应用限幅噪声循环估计对消算法可以解决这一问题。但是由于限幅噪声循环估计对消算法使用了循环迭代的结构,给接收机的设计带来了一定复杂度,因此可以考虑在已经有了迭代结构的接收机———Turbo 接收机中使用该算法,这样在减小峰值平均功率比给系统性能带来的影响的同时,又不会给接收机增加太多的复杂度。移动通信正在经历高速发展的阶段,国家863 计划已于2002 年制定并启动了未来移动与无线通信发展的FuTURE 计划。在该计划第二阶段中,电子科技大学负责时分双工方式下行链路设计,为对各单位方案进行公平的比较,西安交通大学承接了在基于C 语言的测试平台上进行的性能测试。本文作者主要参与了该平台接口程序及发射机、接收机调度程序的编写和联调工作,尤其是在传输速率为100 Mbit /s 和50 Mbit /s 链路的程序编写及调试上做了大量工作。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 图表目录
  • 缩略字表
  • 符号表
  • 第一章 引言
  • 1.1 研究背景
  • 1.1.1 移动通信发展史
  • 1.1.2 未来移动通信技术发展趋势
  • 1.1.3 Turbo 接收机简介
  • 1.1.3.1 Turbo 码的编译码简介
  • 1.1.3.2 Turbo 接收机原理
  • 1.2 课题来源及本文主要工作
  • 1.2.1 课题来源
  • 1.2.2 本文主要工作
  • 1.3 论文结构及内容安排
  • 第二章 MIMO-OFDM 系统模型
  • 2.1 MIMO 技术简介
  • 2.1.1 MIMO 技术原理
  • BLAST 技术简介'>2.1.2 VBLAST 技术简介
  • 2.2 OFDM 技术简介
  • 2.2.1 OFDM 技术原理
  • 2.2.2 OFDM 技术的优缺点
  • 2.3 MIMO 技术与OFDM 技术的结合
  • 2.4 MIMO-OFDM 系统结构
  • 2.5 小结
  • 第三章 B3G 系统中的Turbo 接收机设计
  • 3.1 Turbo 接收机结构
  • 3.2 Turbo 接收机各模块简介
  • 3.2.1 MIMO 检测模块
  • 3.2.2 LDPC 译码模块
  • 3.2.3 比特似然信息转符号概率模块
  • 3.3 Turbo 接收机复杂度降低算法
  • 3.4 Turbo 接收机及其复杂度降低算法性能
  • 3.4.1 Turbo 接收机性能
  • 3.4.2 MIMO 检测内部迭代次数对 Turbo 接收机性能的影响
  • 3.4.3 改进MIMO 检测算法后的Turbo 接收机性能
  • 3.5 小结
  • 第四章 Turbo 接收机中的峰平比控制技术
  • 4.1 OFDM 系统中峰平比的定义
  • 4.2 常见的峰平比控制技术
  • 4.2.1 基于放大器角度的峰平比控制技术
  • 4.2.2 基于信号处理角度的峰平比控制技术
  • 4.3 限幅噪声循环估计对消算法原理
  • 4.4 限幅噪声循环估计对消算法在Turbo 接收机中的应用
  • 4.5 Turbo 接收机中的限幅噪声循环估计对消算法性能
  • 4.6 小结
  • 第五章 B3G 系统C 语言测试平台结构
  • 5.1 系统配置
  • 5.2 发射机结构
  • 5.2.1 主控机
  • 5.2.2 发射机接口程序
  • 5.2.3 发射机处理子程序
  • 5.3 接收机结构
  • 5.3.1 主控机
  • 5.3.2 接收机接口程序
  • 5.3.3 接收机处理子程序
  • 5.4 仿真性能
  • 5.5 小结
  • 第六章 全文总结及未来研究方向
  • 6.1 结论及本文主要贡献
  • 6.2 未来研究方向
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简历
  • 攻读硕士学位期间的研究成果

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