新一代无线通信系统中的空间调制技术研究

发布时间：2017-05-18 20:05

  本文关键词：新一代无线通信系统中的空间调制技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为满足未来移动通信发展的需求，新一代无线通信系统一直在追求更高的数据传输速率。多天线技术无疑是提高信道容量的重要途径之一，但是一味追求高速率会使多输入多输出(Multiple-input Multiple-output, MIMO)系统在能量消耗和实现复杂度方面不再具有优势。为解决这一难题，一种单射频链路大规模MIMO通信技术被提了出来，，它就是空间调制技术(Spatial Modulation, SM)。相比于传统的MIMO技术，SM在能源效率以及收发端设计复杂度上优势明显，这使得它成为未来无线通信系统的热门候选技术，尤其是配置有大规模天线的系统中。 本文立足于第五代移动通信系统，以实现更优的多天线传输为基本目标，针对SM技术进行了深入研究，重点从降低接收端信号检测复杂度又不损失性能着手，提出了若干项SM信号检测算法优化方案，主要工作及创新点如下： 1.通过借鉴MIMO信号检测中的分层搜索思想，提出了适用于SM信号检测的树形搜索结构，该结构创新性地利用接收天线实现分层，不需进行QR分解，使得SM树搜索变得简单，为树形搜索算法在SM信号检测中的应用奠定了基础。 2.针对SM系统配置大规模天线或采用高阶调制时检测复杂度仍然较高这一问题，提出一种以M算法为基础的，宽度优先的树形搜索算法M-ML(M-algorithm toMaximum Likelihood)。该算法将每层搜索符号限制在固定数值内，缩小了最优检测搜索空间，具有时延小、利于实际应用的优点。 3.从深度优先和宽度优先两方面系统地分析了树形结构在SM信号检测中的应用：对深度优先的SD算法进行改进，提出一种基于首层排序的Rx-SD算法；针对宽度优先的M-ML算法，提出一种基于接收天线噪声功率排序的优化算法。仿真发现，两种改进算法可以在获得最优检测性能的前提下，使树形搜索遍历节点数明显减少，复杂度进一步降低。
【关键词】：第五代移动通信 空间调制 MIMO 信号检测 树形搜索
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 注释表10-12
• 第1章 绪论12-21
• 1.1 论文研究背景及意义12-19
• 1.1.1 移动通信发展史12-15
• 1.1.2 论文研究背景15-18
• 1.1.3 论文研究意义18-19
• 1.2 论文组织结构19-21
• 第2章 MIMO 与 SM 技术研究21-41
• 2.1 MIMO 技术研究21-29
• 2.1.1 MIMO 系统模型22-23
• 2.1.2 MIMO 信号检测算法23-29
• 2.1.3 MIMO 技术的缺陷29
• 2.2 SM 技术研究29-40
• 2.2.1 SM 系统模型30-31
• 2.2.2 GSM 技术31-33
• 2.2.3 SM 信道容量33-34
• 2.2.4 SM 信号检测算法34-39
• 2.2.5 SM 技术优缺点39-40
• 2.3 本章小结40-41
• 第3章 一种基于 M 算法的低复杂度 SM 信号检测算法41-56
• 3.1 SM 最优信号检测算法41-47
• 3.1.1 复杂度分析42-43
• 3.1.2 性能分析43-45
• 3.1.3 性能仿真45-47
• 3.2 基于 M 算法的 M-ML 检测算法47-55
• 3.2.1 M 算法48-49
• 3.2.2 M-ML 检测算法49-51
• 3.2.3 复杂度分析51-52
• 3.2.4 性能仿真52-55
• 3.3 本章小结55-56
• 第4章 树形搜索结构在 SM 信号检测中的应用56-73
• 4.1 树形搜索结构56-58
• 4.2 SM 信号检测中的深度优先搜索58-68
• 4.2.1 SD 算法及其改进58-62
• 4.2.2 半径选取准则62-64
• 4.2.3 复杂度分析64-66
• 4.2.4 性能仿真66-68
• 4.3 SM 信号检测中的宽度优先搜索68-71
• 4.3.1 M-ML 算法改进69-70
• 4.3.2 性能仿真70-71
• 4.4 深度优先与宽度优先对比71-72
• 4.5 本章小结72-73
• 第5章 结束语73-75
• 5.1 论文总结73-74
• 5.2 论文不足与研究展望74-75
• 参考文献75-81
• 致谢81-82
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果82

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨全会;蒋朝晖;;无线宽带通信中的MIMO技术[J];安徽职业技术学院学报;2005年04期

2 吕进文;张立军;陈常嘉;;MIMO系统中改进的天线选择算法[J];北京交通大学学报;2006年02期

3 周嗣勇;杨维;;基于V-BLAST的多载波直接序列扩频CDMA系统上行链路性能分析[J];北京交通大学学报;2007年02期

4 蒋伟,项海格;采用M-QAM调制的MIMO系统中基于置信度传播的多用户检测算法[J];北京大学学报(自然科学版);2004年05期

5 李伟华;焦秉立;;基于周期反馈MIMO系统的容量研究[J];北京大学学报(自然科学版);2009年05期

6 胡高平;程艳;;基于EM算法的MIMO OFDM系统信道估计[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2009年02期

7 杨阳;周哲;;分层空时码的译码性能仿真[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2010年04期

8 王强;陶小峰;许灵军;舒晶;张平;;降低B3G系统中MIMO接收机复杂度的方法[J];北京工业大学学报;2008年10期

9 王浩;孙艳华;李道本;;时间频率二维重叠复用系统及其快速检测算法[J];北京工业大学学报;2011年01期

10 肖征荣,余智,赵绍刚,吴伟陵;使用复小波包的MIMO-OFDM无线系统[J];北京航空航天大学学报;2004年11期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 ;Semi-orthogonal Precoder Design with Vector Quantized Channel Information Feedback[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

2 肖国军;匡镜明;刘家康;;多星座图映射分层空时结构及其在无线局域网中的应用[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年

3 修春娣;王京;;分布式无线通信系统的MIMO信道容量研究[A];2005年信息与通信领域博士后学术会议论文集[C];2005年

4 黄永明;杨绿溪;;采用分组线性星座预编码OFDM的分层空时传送方式及其迭代接收[A];第十二届全国信号处理学术年会（CCSP-2005）论文集[C];2005年

5 江帆;王墉;杨晨阳;;时空相关信道中下行多用户MIMO系统性能研究[A];第十三届全国信号处理学术年会（CCSP-2007）论文集[C];2007年

6 王墉;江帆;杨晨阳;;下行MU-MIMO与TDMA-MIMO系统性能比较[A];第十三届全国信号处理学术年会（CCSP-2007）论文集[C];2007年

7 龚希陶;王闻今;;DFT扩展的MIMO-OFDM系统中基于导频的信道估计算法[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集（上）[C];2006年

8 李光球;王成英;;MIMO衰落信道上MR-MQAM SFBC-OFDM系统的性能分析[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集（下册）[C];2008年

9 龚兵;戴清杰;王赛;刘蓉;;基于闭环控制的发射分集方案[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年

10 万蒙;;基于OFDM系统的信道估计算法的研究[A];2009年研究生学术交流会通信与信息技术论文集[C];2009年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 于波;MIMO通信系统中的天线选择与预编码技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

2 郭文卓;多天线多用户通信系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

3 宫宇;基于STBC-OFDM技术的海上移动通信新框架体系的研究[D];大连海事大学;2010年

4 张昕;基于OFDMA的宽带无线通信系统资源分配研究[D];华南理工大学;2010年

5 吴敏;多天线通信系统中有限反馈技术研究[D];北京交通大学;2010年

6 王阶;MIMO系统中的定向干扰抑制研究[D];电子科技大学;2010年

7 夏欣;多用户MIMO系统中的预编码及用户调度技术研究[D];电子科技大学;2010年

8 吕凌;广义协作通信若干关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年

9 陈亮辉;CDMA移动通信中参数估计和数据检测[D];解放军信息工程大学;2009年

10 杨波;高频谱效率的无线网络广义协作通信技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 黄晶晶;基于球形译码算法的MIMO系统均衡技术[D];南昌航空大学;2010年

2 毛剑;基于MIMO-OFDM系统的均衡技术研究[D];长春理工大学;2010年

3 梁卫敬;MIMO-OFDM系统中基于TGPS的资源分配算法[D];郑州大学;2010年

4 李玉梅;多用户机会波束性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

5 王家欢;非高斯信道下扩频导航信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

6 李萌;MIMO-OFDM系统载波同步算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

7 宋楠;MIMO-OFDM系统的信道估计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

8 杨业强;MIMO-OFDM系统天线选择技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

9 冀少威;时频双衰落环境下MIMO信道估计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

10 薛明;MIMO-OFDM编码技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

  本文关键词：新一代无线通信系统中的空间调制技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：377010