无线通信系统中导频污染消除和峰均比抑制方法研究

发布时间：2017-12-20 13:15

  本文关键词：无线通信系统中导频污染消除和峰均比抑制方法研究　出处：《大连理工大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 大规模MIMO 导频污染 前向链路可达速率 线性预编码 多载波码分多址 峰均比

【摘要】：可用频谱资源的日益紧张和使用成本的急剧增加,迫使当前和未来的无线通信系统必须对频谱利用率进行优化,以满足无线数据业务的快速增长。近年来,人们开发了一些频谱利用率较高的无线通信技术,其中包括大规模多输入多输出(M-MIMO)系统和多载波传输技术。与传统MIMO系统不同的是,M-MIMO系统在每个基站配备了大量的天线,提供了有利的传输条件,具有传输速率高、连接可靠性好、覆盖区域广等优点。但是,由于在相邻小区中使用非正交的导频序列而引起导频干扰,导致信道估计不准确,从而影响M-MIMO系统的性能。多载波传输技术比单载波传输技术有明显优势,包括传输速率高、具有频率分集能力、多径衰落信道中码间干扰小,已应用于多种电信标准中,包括ADSL、DAB和WLAN等。但是,多载波传输技术具有较高的峰均比(PAPR),这会产生带内失真,增大系统的误码率,也会产生带外辐射,对相邻频带形成干扰。本文针对M-MIMO系统和多载波CDMA传输,深入研究了消除导频污染和降低峰均比的方法,主要创新工作如下:(1)导频污染会造成小区间干扰,进而导致时分复用(TDD)M-MIMO系统的信道状态信息(CSI)估计不准。为此,本文针对多小区TDD M-MIMO系统,提出了一种导频污染消除方案。该方案用Zadoff-Chu序列作为上行链路导频序列,并在每个基站实现不同的正交可变扩频因子(OVSF)码组。然后,每个基站的Zadoff-Chu序列码组与该基站的OVSF码组逐元素相乘,以保证相邻小区间Zadoff-Chu序列码组之间正交。最后,移动站从给定码组中随机地选择一个与OVSF相乘后的Zadoff-Chu序列,并在相干区间开始时刻在随机接入信道上发送。该方案可以使信道状态信息不受污染和下行链路传输不受干扰,获得显著的下行链路和速率增益,且不要求信道的二阶统计量,也不增加额外的训练开销。(2)在多小区TDD M-MIMO系统中,导频序列在不同小区的重用会产生导频污染问题,从而影响前向和后向链路的信道估计。为了在实际的多小区环境下有效地设计TDD M-MIMO系统,有必要评估该系统的速率性能。为此,本文对采用线性预编码的多小区TDD M-MIMO前向链路系统进行了性能评估。首先用最小二乘估计器对前向链路和反向链路进行信道估计;然后,分别对具有匹配滤波预编码器与迫零预编码器的多小区TDD M-MIMO系统,推导了其前向链路总和速率的闭式表达式,并据此还得到一些有用的推论。最后,在不同前向链路传输信噪比、基站天线数、小区大小、帧长、反向链路导频信噪比和导频长度条件下,对具有匹配滤波预编码器与迫零预编码器的多小区TDD M-MIMO系统前向链路总和速率性能进行了仿真比较。仿真实验结果表明,采用匹配滤波预编码器的多小区TDD M-MIMO系统具有更好的总和速率性能。(3)多载波传输,其中包含多载波码分多址(MC-CDMA),通常具有较高的峰均比(PAPR),这会产生信号的非线性失真,使系统性能下降。为降低多载波CDMA系统中的峰均比,本文提出一种基于误差控制编码的选择性映射方法。该方法先向原始数据序列添加PAPR控制比特数据,生成若干不同的候选数据序列,它们与原始数据序列含有相同的信息。然后,进行交织处理和误差控制编码。在该方案中,利用卷积码、循环码、Golay码、汉明码和低密度奇偶校验码(LDPC)来进行误差控制编码,以便在接收端对编码后的数据进行误差检测和校验。本文方法能够有效地降低峰均比和功耗,且不用传输边带信息。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN92

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 吴呈海;张军;;WCDMA掉话解决思路探讨[J];电信技术;2010年03期

2 黄丽;章毅;;特殊场景使用同PN技术[J];电子制作;2013年04期

3 欧阳凡凡;;宽带码分多址高层导频污染优化策略[J];河西学院学报;2013年05期

4 马欣;;TD-SCDMA网络特定场景下的规划及优化分析[J];移动通信;2006年11期

5 杨海宁;周勇;;浅析WCDMA无线网络的常见问题与对策[J];科技传播;2010年10期

6 吴振辉;;关于解决电信EVDO道路SINR优良比问题的案例[J];数字技术与应用;2012年08期

7 欧勇健,缪燕翔;从CDMA存在问题看3G建设[J];广东通信技术;2004年S1期

8 王新燕;;浅谈3G网络知识[J];信息技术;2006年07期

9 李昊;方韧;;呼吸效应对CDMA网络的影响初探[J];电信工程技术与标准化;2011年11期

10 杨光;;WCDMA网络常见掉话现象分析及处理方法[J];移动通信;2012年18期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 鲁鑫;;TD-SCDMA无线网络导频污染问题分析[A];广东省通信学会2008年度学术论文集[C];2009年

2 高峰;宁帆;高泽军;;CDMA网络导频污染分析与解决[A];第一届中国高校通信类院系学术研讨会论文集[C];2007年

3 沈军;;WCDMA导频污染优化[A];第九届中国通信学会学术年会论文集[C];2012年

4 文凤;黄琼;;CDMA网络优化探讨[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年

5 符锐;;浅析CDMA网络中的掉话问题[A];中国航海学会通信导航专业委员会2004学术年会论文集[C];2004年

6 张宇;;CDMA网络掉话实例分析[A];黑龙江省通信学会学术年会论文集[C];2005年

7 陈冯奇;邵敬鹤;陈凌波;李向伟;;CDMA室内分布优化[A];广东通信2010青年论坛优秀论文集[C];2010年

8 刘亚;;CDMA小区深度覆盖解决方案[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2011年年会论文集（下册）[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前9条

1 ;CDMA网络优化常见问题及解决方案[N];人民邮电;2008年

2 中国联通济南公司移动部 刘太强 北京邮电设计院 张新程;“组网”更须“护网”[N];通信产业报;2005年

3 卓熹;多角度观察 全方位着手[N];人民邮电;2007年

4 中兴通讯 万勇;打造TD覆盖优化利器[N];通信产业报;2010年

5 中国联通山东省分公司网络优化中心 孙世辉　常以群 杨和平;由面到点优化WCDMA[N];通信产业报;2013年

6 上海大唐移动通信设备有限公司 王叶青;CDMA网络优化浅析[N];通信产业报;2001年

7 鼎桥通信技术有限公司产品与项目管理部副总裁 王仲;TD-SCDMA以灵活制胜3G[N];通信产业报;2005年

8 ;3G无线网络的规划方法[N];中国信息报;2002年

9 威海联通网优中心 徐杰;灵活方案解决室内深度弱覆盖难题[N];通信产业报;2013年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 郭歆莹;大规模MIMO-OFDM系统导频污染消除技术研究[D];郑州大学;2017年

2 周志超;大规模MIMO通信系统中信号干扰抑制及系统性能研究[D];北京交通大学;2017年

3 Sajjad Ali Memon;无线通信系统中导频污染消除和峰均比抑制方法研究[D];大连理工大学;2017年

4 胡安中;大规模MIMO系统的信道与DOA估计研究[D];北京邮电大学;2014年

5 迪迪（Mohammed Teeti）;大规模MIMO系统的关键技术[D];华中科技大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张航;抗导频污染的大规模MIMO信道估计和预编码技术研究[D];西南交通大学;2015年

2 伏晓慧;导频污染下Massive MIMO系统的信道估计与导频调度研究[D];西南交通大学;2015年

3 程卿卿;Massive MIMO系统中减小导频污染影响问题研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

4 徐政;基于大规模MIMO系统预编码算法研究[D];西安邮电大学;2015年

5 王丹;大规模MIMO系统预编码算法和导频污染问题研究[D];南京邮电大学;2015年

6 马琦;联通小区覆盖系统建设项目的风险分析与控制策略[D];南京邮电大学;2014年

7 唐文锐;大规模MIMO无线通信系统的容量分析[D];东南大学;2015年

8 黄禹淇;大规模无线MIMO系统的上行链路传输技术研究[D];东南大学;2015年

9 郑心如;大规模MIMO系统导频设计和信道估计技术研究[D];东南大学;2015年

10 姚天骐;大规模MIMO TDD无线系统中的导频污染问题研究[D];武汉邮电科学研究院;2015年

，

本文编号：1312218