面向5G的非正交多址接入关键技术研究
发布时间：2024-03-10 00:57
在移动通信系统中,多址接入技术是将无线资源划分为正交或非正交的资源块,然后把这些资源块按照一定的依据分配给用户用于通信。每一代移动通信系统的更新,都伴随着革新的多址接入技术出现,因此,物理层的多址接入技术成为了移动通信系统更新换代的标志性技术。为了满足第五代移动通信(Fifth Generation Mobile Communication System,5G)网络海量接入和超高容量等需求,非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术已经成为海内外学术界与产业界的研究焦点。稀疏码多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)技术是一种基于码域复用的新型NOMA技术,它将多维调制和稀疏扩频技术相结合,直接把比特数据流映射为预先设定码本里的复数域多维码字。考虑SCMA码本的稀疏特性,消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)被应用来进行多用户检测,逼近多用户信道的容量边界。由于采用非正交稀疏编码叠加方案,SCMA技术可以在相同数量的时频资源下支持更多的用户连接。未来大规模机器通信(...
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 5G总体愿景
1.1.2 5G技术场景与关键能力
1.1.3 多址技术演进历程
1.2 SCMA技术
1.2.1 SCMA系统概述
1.2.2 SCMA研究现状
1.3 免调度NOMA技术
1.3.1 上行免调度NOMA概述
1.3.2 免调度NOMA信号检测研究现状
1.4 数学工具简介
1.4.1 消息传递算法简介
1.4.2 压缩感知理论简介
1.5 论文的研究内容、贡献和组织架构
1.5.1 SCMA系统中的高性能低复杂度检测技术
1.5.2 免调度NOMA系统中信号检测技术
第二章 SCMA系统中基于串行策略的多用户检测技术研究
2.1 引言
2.2 基于资源节点串行消息传递的多用户检测算法
2.2.1 算法描述
2.2.2 仿真结果及分析
2.3 基于用户节点串行消息传递的多用户检测算法
2.3.1 算法描述
2.3.2 仿真结果及分析
2.4 基于用户节点权重的串行消息传递的多用户检测算法
2.4.1 算法描述
2.4.2 仿真结果及分析
2.5 基于残差的动态消息传递的多用户检测算法
2.5.1 算法描述
2.5.2 仿真结果及分析
2.6 计算复杂度分析
2.7 本章小结
第三章 SCMA系统中低复杂度多用户检测技术研究
3.1 引言
3.2 高斯近似辅助的多用户检测算法
3.2.1 算法描述
3.2.2 计算复杂度分析
3.2.3 仿真结果及分析
3.3 压缩感知辅助的多用户检测算法
3.3.1 算法描述
3.3.2 计算复杂度分析
3.3.3 仿真结果及分析
3.4 联合因子图辅助的MIMO-SCMA检测算法
3.4.1 MIMO-SCMA系统模型
3.4.2 MIMO-SCMA系统的检测算法
3.4.3 仿真结果及分析
3.5 本章小结
第四章 免调度NOMA系统中基于块压缩感知理论的信号检测技术研究
4.1 引言
4.2 块稀疏模型生成
4.3 联合用户活跃和数据检测
4.3.1 门限辅助的块稀疏自适应子空间追踪算法
4.3.2 交叉验证辅助的块稀疏自适应子空间追踪算法
4.4 联合信道估计和数据检测
4.4.1 系统模型
4.4.2 基于块稀疏的解决方案
4.5 算法性能的理论分析
4.5.1 算法的收敛性分析
4.5.2 算法的计算复杂度分析
4.6 仿真结果及分析
4.6.1 TA-BSASP算法的仿真结果与分析
4.6.2 CVA-BSASP算法的仿真结果与分析
4.6.3 Joint-CE-DD方案的仿真结果与分析
4.7 本章小结
第五章 免调度NOMA系统中基于先验信息辅助的压缩感知理论的信号检测技术研究
5.1 引言
5.2 先验支撑集信息
5.3 先验信息辅助自适应子空间追踪算法
5.4 鲁棒性的先验信息辅助自适应子空间追踪算法
5.5 算法性能的理论分析
5.5.1 算法的收敛性分析
5.5.2 算法的计算复杂度分析
5.6 仿真结果及分析
5.7 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文贡献
6.2 未来工作展望
致谢
参考文献
附录I 引理 4-1 的证明
附录II 引理 4-2 的证明
附录III 引理 4-3 的证明
附录IV 定理 4-1 的证明
附录V 式(5-2)的证明
附录VI 式(5-7)、式(5-8)和式(5-9)的证明
附录VII 引理 5-1 中式(5-10)的证明
附录VIII 引理 5-1 中式(5-11)的证明
附录IX 引理 5-1 中式(5-12)的证明
附录X 定理 5-1 的证明
附录XI 定理 5-2 的证明
攻读博士学位期间取得的成果
本文编号：3924021
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 5G总体愿景
1.1.2 5G技术场景与关键能力
1.1.3 多址技术演进历程
1.2 SCMA技术
1.2.1 SCMA系统概述
1.2.2 SCMA研究现状
1.3 免调度NOMA技术
1.3.1 上行免调度NOMA概述
1.3.2 免调度NOMA信号检测研究现状
1.4 数学工具简介
1.4.1 消息传递算法简介
1.4.2 压缩感知理论简介
1.5 论文的研究内容、贡献和组织架构
1.5.1 SCMA系统中的高性能低复杂度检测技术
1.5.2 免调度NOMA系统中信号检测技术
第二章 SCMA系统中基于串行策略的多用户检测技术研究
2.1 引言
2.2 基于资源节点串行消息传递的多用户检测算法
2.2.1 算法描述
2.2.2 仿真结果及分析
2.3 基于用户节点串行消息传递的多用户检测算法
2.3.1 算法描述
2.3.2 仿真结果及分析
2.4 基于用户节点权重的串行消息传递的多用户检测算法
2.4.1 算法描述
2.4.2 仿真结果及分析
2.5 基于残差的动态消息传递的多用户检测算法
2.5.1 算法描述
2.5.2 仿真结果及分析
2.6 计算复杂度分析
2.7 本章小结
第三章 SCMA系统中低复杂度多用户检测技术研究
3.1 引言
3.2 高斯近似辅助的多用户检测算法
3.2.1 算法描述
3.2.2 计算复杂度分析
3.2.3 仿真结果及分析
3.3 压缩感知辅助的多用户检测算法
3.3.1 算法描述
3.3.2 计算复杂度分析
3.3.3 仿真结果及分析
3.4 联合因子图辅助的MIMO-SCMA检测算法
3.4.1 MIMO-SCMA系统模型
3.4.2 MIMO-SCMA系统的检测算法
3.4.3 仿真结果及分析
3.5 本章小结
第四章 免调度NOMA系统中基于块压缩感知理论的信号检测技术研究
4.1 引言
4.2 块稀疏模型生成
4.3 联合用户活跃和数据检测
4.3.1 门限辅助的块稀疏自适应子空间追踪算法
4.3.2 交叉验证辅助的块稀疏自适应子空间追踪算法
4.4 联合信道估计和数据检测
4.4.1 系统模型
4.4.2 基于块稀疏的解决方案
4.5 算法性能的理论分析
4.5.1 算法的收敛性分析
4.5.2 算法的计算复杂度分析
4.6 仿真结果及分析
4.6.1 TA-BSASP算法的仿真结果与分析
4.6.2 CVA-BSASP算法的仿真结果与分析
4.6.3 Joint-CE-DD方案的仿真结果与分析
4.7 本章小结
第五章 免调度NOMA系统中基于先验信息辅助的压缩感知理论的信号检测技术研究
5.1 引言
5.2 先验支撑集信息
5.3 先验信息辅助自适应子空间追踪算法
5.4 鲁棒性的先验信息辅助自适应子空间追踪算法
5.5 算法性能的理论分析
5.5.1 算法的收敛性分析
5.5.2 算法的计算复杂度分析
5.6 仿真结果及分析
5.7 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文贡献
6.2 未来工作展望
致谢
参考文献
附录I 引理 4-1 的证明
附录II 引理 4-2 的证明
附录III 引理 4-3 的证明
附录IV 定理 4-1 的证明
附录V 式(5-2)的证明
附录VI 式(5-7)、式(5-8)和式(5-9)的证明
附录VII 引理 5-1 中式(5-10)的证明
附录VIII 引理 5-1 中式(5-11)的证明
附录IX 引理 5-1 中式(5-12)的证明
附录X 定理 5-1 的证明
附录XI 定理 5-2 的证明
攻读博士学位期间取得的成果
本文编号：3924021
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