交织多址（IDMA）系统交织器设计

论文摘要

香港城市大学的李平教授提出了交织多址（Interleave-Division Multiple Access:IDMA）的概念。与常见的DS-CDMA系统不同的是,在IDMA系统中信号没有经过扩频处理,不同用户采用使用了不同的交织方案,即通过不同交织方案来识别用户。在收端,采用迭代检测的方式进行译码,通过交织和解交织的重复操作,将多用户干扰白化。因而交织器的设计将直接影响到整个系统的性能。作为用户特征的交织图案可以由随机交织器生成。但是,随机交织器需要的存储和带宽资源消耗太大,不利于硬件实现;另一方面,现在针对Turbo码的交织器设计取得了很多的成果,如果能将现有的研究成果通过某种途径“移植”到IDMA系统中,将大大简化IDMA系统的交织器设计。本论文正是针对上述问题,在现有交织器设计的基础上,根据IDMA系统的特点,分析设计易于硬件实现的交织器。主要内容为:1)在交织器数学模型的基础上,从矩阵的角度分析了交织器特点,以及交织器和解交织器的关系。2)分析了Turbo码以及针对Turbo码的交织器设计,介绍了几类典型的Turbo码交织器。分析了IDMA系统的特点,介绍了几类典型的IDMA系统交织器设计方案。3)在分析IDMA系统简化模型的基础上,完善了IDMA系统交织器设计准则,并设计两种易于硬件实现的IDMA系统交织器设计方案:移位交织器和二维交织器。4)在现有研究的基础上,完成了基于FPGA的IDMA系统源端设计和IDMA系统交织器设计。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 交织器在传统通信系统中的作用
• 1.2 IDMA技术及交织器在IDMA中的应用
• 1.3 本文的结构安排
• 第二章 交织器分析及其应用
• 2.1 交织器的数学模型
• 2.1.1 交织器概述
• 2.1.2 交织器的数学模型及交织,解交织关系分析
• 2.1.2.1 交织器的数学模型
• 2.1.2.2 交织器和解交织关系分析
• 2.2 TURBO码中的交织器设计
• 2.2.1 Turbo码编码结构
• 2.2.2 Turbo码交织器设计准则
• 2.2.3 Turbo码中典型交织器介绍
• 2.2.3.1 分组交织器
• 2.2.3.2 分组螺旋交织器
• 2.2.3.3 S-距离交织器
• 2.3 IDMA系统交织器设计
• 2.3.1 IDMA系统结构
• 2.3.2 IDMA系统交织器设计准则
• 2.3.3 IDMA中典型的交织器设计
• 2.3.3.1 随机交织器设计
• 2.3.3.2 嵌套交织器设计
• 2.3.3.3 正交交织器设计
• 2.3.3.4 伪随机交织器设计
• 2.4 小结
• 第三章 IDMA系统移位交织器设计及仿真
• 3.1 IDMA系统交织器设计背景介绍
• 3.2 IDMA系统交织器分析
• 3.3 移位交织器设计
• 3.3.1 m序列特点
• 3.3.1.1 m序列的生成
• 3.3.1.2 m序列的性质
• 3.3.2 移位交织器设计
• 3.4 移位交织器的计算机性能仿真
• 3.4.1 采用移位交织器的IDMA系统计算机性能仿真
• 3.4.2 不同交织器之间的相关性峰值分析
• 3.5 小结
• 第四章 IDMA系统二维交织器设计及仿真
• 4.1 基于M序列的低阶交织图案生成算法
• 4.2 二维交织器设计算法
• 4.2.1 采用一个低阶交织图案Γ的二维交织器设计
• 4.2.2 采用不同低阶交织图案Γ的二维交织器设计
• 4.3 二维交织器距离特性的数学分析
• 4.4 二维交织器的计算机性能仿真
• 4.4.1 交织器的计算机性能仿真
• 4.4.2 不同交织器的相关性峰值（Peak Correlation）的比较分析
• DIST.'>4.4.3 不同交织器设计算法的MIN_DIST.
• 4.5 小结
• 第五章 基于FPGA的IDMA系统交织器及发端结构设计
• 5.1 基于VHDL的IDMA系统交织器设计及系统发端行为仿真
• 5.2 RTL级的IDMA系统交织器设计及系统发端行为仿真
• 5.3 基于FPGA的IDMA系统交织器设计及系统实现
• 5.4 小结
• 第六章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果
• 个人简历