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多载波CDMA的信道编码与信道估计技术的研究

2020-11-29阅读(467)

多载波CDMA的信道编码与信道估计技术的研究

论文摘要

WPT-CDMA与CMFB-CDMA是两种崭新的多载波CDMA系统,它们与传统利用IFFT/FFT变换的OFDM-CDMA系统相比,可以降低FFT-OFDM多载波调制带来的高旁瓣所引起的码间干扰,同时避免了因使用循环前缀所造成的信噪比损失,提高了传输效率,成为更适合应用在4G中的新技术。因此,研究能应用在这两种多载波CDMA系统下的各种关键技术就显得十分重要。本课题就是以WPT-CDMA与CMFB-CDMA系统下的多用户的图像数据传输为应用背景,主要研究了在多径的频率选择性瑞利衰落信道下,应用在这两种系统中的盲信道估计技术,鲁棒自适应波束形成理论以及结合LDPC信道编码与球形译码的联合检测算法。盲信道估计是利用接收信号自身特征提取信道信息,不需要导频信号节省了频率资源。在盲信道估计理论的研究中,本课题提出自适应可变阶的噪声子空间估计方法,解决了噪声子空间估计中存在的收敛性速度与误差稳定性的矛盾,同时引入模糊复系数盲辨识技术来纠正估计信道与实际信道间的偏差,提高了信道估计的准确度。在多用户的MIMO环境下自适应波束形成技术可以有效的提取期望用户的信息同时抑制干扰用户的信息,是3G技术中抑制多用户干扰的一种备选方案。在鲁棒自适应波束形成理论的研究中,针对传统CLMS算法在信号方向向量存在偏差以及采样样本数目比较少的情况下,出现收敛速度慢、输出性能下降、不稳定等问题。提出基于最差性能的鲁棒CLMS自适应波束形成算法,它提高了输出信干噪比,使权值向量更接近最优值。在LDPC信道编码与球形译码联合检测的研究中,针对下行链路中加性噪声对压缩的图像数据的损失,提出应用良好纠错能力的LDPC码进行信道编码,同时针对多用户间串扰以及频率选择性瑞利信道的影响,利用球形译码对两种多载波CDMA系统下的多用户图像数据进行多用户检测。所提出的算法使系统的误码率有了很大的改善。本课题的突出特点就是将上述改进的算法应用到WPT-CDMA与CMFB-CDMA两种崭新的MC-CDMA系统中,这也是论文的重要创新点。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题的背景及立题的意义
  • 1.2 多载波调制理论与发展
  • 1.2.1 多载波调制的优点
  • 1.2.2 多载波调制的类型
  • 1.3 MC-CDMA系统存在的关键问题
  • 1.3.1 信道估计
  • 1.3.2 MIMO环境下的自适应波束形成
  • 1.3.3 信道编码
  • 1.4 课题主要研究内容
  • 第2章 两种MC-CDMA系统模型及SPIHT编码
  • 2.1 引言
  • 2.2 基于小波包变换的MC-CDMA系统
  • 2.2.1 小波包变换与多抽样滤波器组
  • 2.2.2 基于小波包的WPT-CDMA系统模型
  • 2.3 基于余弦调制滤波器组的MC-CDMA系统
  • 2.3.1 M带滤波器组和复用转换器的完全重构条件
  • 2.3.2 CMFB的设计
  • 2.3.3 基于CMFB的MC-CDMA系统模型
  • 2.4 基于层次树的集分（SPIHT）算法
  • 2.5 本章小节
  • 第3章 多载波CDMA系统中的盲信道估计
  • 3.1 引言
  • 3.2 自适应可变阶的HFRANS算法
  • 3.2.1 传统HFRANS算法
  • 3.2.2 基于梯度的自适应可变步阶的HFRANS算法
  • 3.2.3 基于最优步阶的HFRANS算法
  • 3.2.4 自适应可变阶的HFRANS算法
  • 3.3 盲信道估计及模糊复系数盲辨识
  • 3.3.1 WPT-CDMA系统的盲信道估计
  • 3.3.2 CMFB-CDMA系统的盲信道估计
  • 3.4 仿真实验
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 多载波CDMA系统中自适应波束形成理论
  • 4.1 引言
  • 4.2 基于最陡下降准则的鲁棒CLMS波束形成算法
  • 4.2.1 MUSIC算法估计波达方向角
  • 4.2.2 鲁棒CLMS波束形成算法
  • 4.3 两种MC-CDMA系统中的自适应波束器的结构模型
  • 4.3.1 基于WPT-CDMA系统的自适应波束形成的结构模型
  • 4.3.2 基于CMFB-CDMA系统的自适应波束形成的结构模型
  • 4.4 仿真实验及性能分析
  • 4.4.1 WPT-CDMA系统下的鲁棒CLMS算法仿真
  • 4.4.2 CMFB-CDMA系统下的鲁棒CLMS算法仿真
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 多载波CDMA系统的信道编码
  • 5.1 引言
  • 5.2 LDPC码的和积译码算法
  • 5.2.1 Message-Passing 算法集的基本原理
  • 5.2.2 和积译码算法
  • 5.3 两种带有LDPC编码多载波系统下行链路的数学模型
  • 5.3.1 WPT-CDMA下行链路模型
  • 5.3.2 CMFB-CDMA下行链路模型
  • 5.4 实验结果及性能分析
  • 5.4.1 白噪声信道下的LDPC码译码仿真
  • 5.4.2 MC-CDMA系统下的加入LDPC与球形译码后的检测性能
  • 5.4.3 WPT-CDMA与CMFB-CDMA系统下行链路的图像传输性能
  • 5.4.4 带LDPC码的CMFB-CDMA系统上行链路的图像传输性能
  • 5.5 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读学位期间发表的学位论文
  • 致谢

    • 相关论文文献

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    • [3].基于失真累计分组的5G无线网络联合信道编码[J]. 计算机工程与设计 2017(06)
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