重叠复用技术的理论分析与应用

论文摘要

重叠复用技术是基于重叠复用理论的多种技术的总称。从编码角度讲有重叠码分复用（OVCDM）和重叠时分复用（OVTDM）等等，从多址角度讲有重叠码分多址（OVCDMA）。本文主要研究两种广义并行传输技术（OVCDM、OVTDM）和重叠多址技术（OVCDMA）的检测算法以及它们如何与编码配合两个核心问题。OVCDM编码摆脱了有限域的束缚,将编码和调制统一起来,可以在低阶调制情况下获得高频谱效率。但是随着编码约束长度的增加,OVCDM译码复杂度大幅提高,需要采用次优或者快速算法来进行译码。论文中给出了多种简化和快速算法检测OVCDM的性能,包括Fano算法、Stack算法和并行检测算法。此外,文中还给出了一种不同于以前的实抽头系数的并行级联结构和性能情况分析。OVTDM是在时间域的符号重叠,也可以说是符号域的卷积编码关系,通过主动引人符号间干扰,可以在不扩展频谱前提下,在相同的时段内传送更多的信息比特。在研究了OVTDM在各种信道下的性能之后,又研究了MMSE-FDE和Stack算法解决OVTDM译码复杂度过高的问题。同时,为了进一步提高OVTDM的性能,着重研究了加编码的OVTDM的性能。OVCDMA采用扩展广义正交互补码组网,完全抑制了小区间干扰,将检测的压力转移到了小区内,并有包括扩展矩阵和分数级码片移位等多种方式增加码字利用率,可以等效的认为是OVCDM和OVTDM的结合。分数级码片移位、多码联合检测以及高阶调制导致复杂度过高的问题需要用快速算法来解决,诸如Fano算法、Stack算法和串行干扰抵消等算法检测OVCDMA的性能被——列出。而对于TD-OVCDMA,则主要研究了其天线是四发一收情况下,经过ITU-UrbanMacro信道时如何与编码配合获得分集增益的问题。在采用EXIT Chart图分析了ITU-UrbanMacro信道的特征曲线后,指出来Turbo均衡未获得迭代增益的原因。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 重叠复用技术提出的背景
• 1.1 无线通信技术发展历程
• 1.2 第四代移动通信
• 1.2.1 第四代移动通信系统的网络结构及关键技术
• 1.2.2 第四代移动通信面对的问题
• 1.3 重叠复用技术基本原理及其产生背景
• 1.4 本文主要结构、内容及创新点
• 参考文献
• 第二章 重叠码分复用技术
• 2.1 OVCDM产生的背景及基本原理
• 2.1.1 OVCDM产生的背景
• 2.1.2 OVCDM编码结构
• 2.1.3 OVCDM译码算法
• 2.1.4 OVCDM性能分析
• 2.1.5 OVCDM存在的问题及其解决方案
• 2.2 OVCDM快速译码算法研究
• 2.2.1 并行检测译码算法
• 2.2.2 Fano算法
• 2.2.3 单堆栈算法
• 2.2.4 多堆栈算法
• 2.3 实系数递归并行级联OVCDM
• 本章小结
• 参考文献
• 第三章 重叠时分复用技术
• 3.1 OVTDM综述
• 3.1.1 OVTDM系统模型及编码结构
• 3.1.2 OVTDM谱效率及复杂度
• 3.2 OVTDM在多径衰落信道的性能
• 3.2.1 OVTDM在COST207信道的性能
• 3.2.2 OVTDM在UrbanMacro信道的性能
• 3.2.3 OVTDM在UrbanMacro信道下采用频域均衡的性能
• 3.3 加编码的OVTDM系统研究
• 3.3.1 信道编码为卷积码的OVTDM系统
• 3.3.2 信道编码为Turbo乘积码的OVTDM系统
• 3.3.3 信道编码为LTE-Turbo码的OVTDM系统
• 3.4 Stack算法检测OVTDM
• 本章小结
• 参考文献
• 第四章 重叠码分多址技术
• 4.1 OVCDMA综述
• 4.1.1 广义互补正交码
• 4.1.2 OVCDMA系统模型
• 4.2 OVCDMA系统检测算法
• 4.2.1 Viterbi算法
• 4.2.2 Fano算法和Stack算法
• 4.2.3 串行干扰抵消算法
• 4.3 加信道编码的多天线TD-OVCDMA
• 4.3.1 TD-OVCDMA系统模型
• 4.3.2 信道编码为卷积码的TD-OVCDMA系统
• 4.3.3 信道编码为LTE-Turbo码的TD-OVCDMA系统
• 4.3.4 信道编码为Turbo乘积码的TD-OVCDMA系统
• 4.4 UrbanMacro信道特征曲线
• 4.4.1 EXIT Chart的提出
• 4.4.2 UrbanMacro信道的EXIT Chart图
• 本章小结
• 参考文献
• 第五章 总结与展望
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表的论文