多载波扩频通信技术的研究

论文摘要

传统CDMA技术在无线通信方面因其诸多的优点而备受青睐,但在码间串扰和多址干扰等方面存在的问题使其总体性能受到限制,而随着正交频分复用技术（OFDM）的日趋成熟,其强大的抗多径性能正得到越来越多的关注。多载波码分多址（MC-CDMA）技术是为宽带移动通信而提出的新型多载波调制技术,它是将OFDM与CDMA技术相结合方案中的一种。它继承了OFDM和CDMA技术的优良特性,能够把宽带频率选择性衰落转化为每子载波的平坦信道,具有自适应灵活性、高容量、高频谱利用率和抗干扰的优点。因此,在高速率多媒体数据传输方面有独特的优势,已成为近些年无线宽带通信的研究热点,被认为是未来4G通信的核心技术。论文首先介绍了多载波CDMA及其相关技术的发展,阐述了CDMA、OFDM和OFDM-CDMA技术的基本原理以及三种技术方案,在对比分析的基础上重点研究了MC-CDMA方案。然后,搭建MC-CDMA系统的简化模型,以及对Matlab仿真流程的设计,包括其发送端模型、信道模型和接收端模型,并对其细节进行了分析。重点讨论了MC-CDMA系统中的主要应用技术及其在整个系统中的作用,例如数据的频域扩频、IFFT/FFT变换和循环前缀等。最后,重点对MC-CDMA系统接收端的多址干扰进行了分析,并且提出了相应的检测技术,包括单用户合并准则和多用户检测方案,并对其分别建立数学模型,进行理论分析,以及误码率的性能仿真,并对其中的MMSE多用户检测技术进行了改进,即采用并行干扰消除技术进行多用户检测—MMSE-PIC的方法,通过系统仿真结果表明:基于MMSE的PIC两级检测是兼顾系统性能和运算复杂度的一种较好的多用户检测方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 移动通信的发展现状
• 1.2 论文的研究背景
• 1.3 论文的研究内容
• 1.4 论文的结构
• 第2章 多载波 CDMA基本原理
• 2.1 MC-CDMA发展概要
• 2.1.1 码分多址（CDMA）技术发展概要
• 2.1.2 正交频分复用（OFDM）技术发展概要
• 2.1.3 MC-CDMA技术发展概要
• 2.2 码分多址（CDMA）技术
• 2.2.1 CDMA扩频原理
• 2.2.2 CDMA扩频序列
• 2.2.3 CDMA技术的特点
• 2.3 正交频分复用（OFDM）技术
• 2.3.1 多载波调制原理
• 2.3.2 OFDM的基本原理
• 2.3.3 OFDM的DFT实现
• 2.3.4 OFDM的保护间隔
• 2.3.5 OFDM技术的特点
• 第3章 多载波 CDMA方案
• 3.1 概述
• 3.2 直接序列扩频码分多址（DS-CDMA）
• 3.3 多载波 CDMA方案
• 3.3.1 MC-CDMA
• 3.3.2 MS-DS-CDMA
• 3.3.3 MT-CDMA
• 3.3.4 三种多载波 CDMA方案的性能分析和比较
• 3.4 MC-CDMA与 OFDM的比较
• 第4章 MC-CDMA系统模型
• 4.1 MC-CDMA系统的发射机模型
• 4.2 MC-CDMA系统的信道模型
• 4.3 MC-CDMA系统的接收机模型
• 4.4 多用户MC-CDMA系统模型
• 第5章 MC-CDMA系统接收端检测技术
• 5.1 MC-CDMA系统中的多址干扰
• 5.2 单用户检测
• 5.2.1 正交恢复合并（ORC）
• 5.2.2 等增益比合并（EGC）
• 5.2.3 最大比合并（MRC）
• 5.2.4 最小均方误差合并（MMSEC）
• 5.2.5 仿真结果及分析
• 5.3 线性多用户检测
• 5.3.1 解相关多用户检测器（DEC）
• 5.3.2 MMSE多用户检测器
• 5.3.3 仿真结果及分析
• 5.4 非线性多用户检测器
• 5.4.1 串行干扰对消器（SIC）
• 5.4.2 并行干扰对消器（PIC）
• 5.5 MC-CDMA系统的 MUD改进设计
• 5.5.1 仿真结果及分析
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历