基于压缩感知的非正交多址接入技术的研究
发布时间：2023-05-13 23:11
5G机器类型通信(Machine Type Communication,MTC)面临着需要有效支持大规模用户随机接入以及要求超可靠低时延通信的巨大挑战。为了解决这些挑战,本文提出了一种基于压缩感知非正交多址接入(Compressive Sensing-Based Non-Orthogonal Multiple Access,CS-NOMA)方案应用于MTC的上下行链路。本文不仅从理论上证明了所提出方案的有效性,还分析了用户签名序列的设计原则,并根据这些设计原则给出了相应的签名序列。为了进一步降低时延,还提出了一种基于压缩感知的数据包(帧)结构。此外,本文考虑了非理想信道状态信息对所提出系统方案的影响。具体的贡献及成果可以概括如下:首先,为了解决大规模机器类型通信(Massive Machine Type Communi-cation,mMTC)支持海量用户随机接入 的挑战,本文提出 了一种 CS-NOMA方案用于mMTC的上行链路。该方案是一种免调度非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)方案,可以应用于码分多址(Code Divisio...
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 机器类型通信(MTC)
1.1.2 基于压缩感知的非正交多址接入技术(CS-NOMA)
1.1.3 压缩感知(CS)
1.2 研究现状
1.2.1 mMTC
1.2.2 mcMTC和mmcMTC
1.3 论文主要工作及结构安排
1.3.1 研究内容及创新点
1.3.2 论文组织结构
第二章 CS-NOMA方案在mMTC上行链路的研究
2.1 引言
2.2 CS-NOMA方案
2.2.1 基于CDMA的系统模型
2.2.2 基于OFDM的系统模型
2.2.3 映射矩阵F的构建
2.2.4 仿真结果
2.3 基于CDMA系统的CS-NOMA方案的理论分析
2.3.1 系统模型
2.3.2 LCS签名序列的设计
2.3.3 非理想信道状态信息的影响
2.3.4 仿真结果
2.4 本章小结
第三章 CS-NOMA MaMIMO方案在mmcMTC上行链路的研究
3.1 引言
3.2 上行链路CS-NOMA MaMIMO方案
3.2.1 系统模型
3.2.2 CS签名序列的设计
3.2.3 CS矩阵F
3.3 基于压缩感知的数据包(CSP)结构
3.3.1 稀疏多用户信号矩阵X
3.3.2 两个CS签名序列投影过程
3.3.3 数学模型
3.4 非理想信道状态信息的影响
3.4.1 基于符号处理
3.4.2 基于CSP结构处理
3.5 仿真结果
3.5.1 基于符号处理
3.5.2 基于CSP结构处理
3.6 本章小结
第四章 CS-NOMA MaMIMO方案在mmcMTC下行链路的研究
4.1 引言
4.2 下行链路CS-NOMA MaMIMO方案
4.2.1 系统模型
4.2.2 有效信道矩阵A1的RIP理论分析
4.3 基于张量压缩感知(TCS)的数据包(帧)结构
4.3.1 多维稀疏张量数据包
4.3.2 三个CS签名序列投影过程
4.3.3 数学模型
4.3.4 Kronecker感知矩阵A的RIP理论分析
4.4 非理想信道状态信息的影响
4.4.1 基于符号处理
4.4.2 基于TCS数据包(帧)处理
4.5 仿真结果
4.5.1 基于符号处理
4.5.2 基于TCS数据包处理
4.6 本章小结
第五章 全文总结及展望
5.1 全文总结
5.2 下一步工作展望
附录A 定理2.1的证明
附录B 推论2.1的证明
附录C 定理3.2的证明
附录D 定理4.2的证明
附录E 定理4.3的证明
附录F 定理4.4的证明
附录G 缩略语表
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
本文编号：3816713
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
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摘要
ABSTRACT
符号对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 机器类型通信(MTC)
1.1.2 基于压缩感知的非正交多址接入技术(CS-NOMA)
1.1.3 压缩感知(CS)
1.2 研究现状
1.2.1 mMTC
1.2.2 mcMTC和mmcMTC
1.3 论文主要工作及结构安排
1.3.1 研究内容及创新点
1.3.2 论文组织结构
第二章 CS-NOMA方案在mMTC上行链路的研究
2.1 引言
2.2 CS-NOMA方案
2.2.1 基于CDMA的系统模型
2.2.2 基于OFDM的系统模型
2.2.3 映射矩阵F的构建
2.2.4 仿真结果
2.3 基于CDMA系统的CS-NOMA方案的理论分析
2.3.1 系统模型
2.3.2 LCS签名序列的设计
2.3.3 非理想信道状态信息的影响
2.3.4 仿真结果
2.4 本章小结
第三章 CS-NOMA MaMIMO方案在mmcMTC上行链路的研究
3.1 引言
3.2 上行链路CS-NOMA MaMIMO方案
3.2.1 系统模型
3.2.2 CS签名序列的设计
3.2.3 CS矩阵F
3.3 基于压缩感知的数据包(CSP)结构
3.3.1 稀疏多用户信号矩阵X
3.3.2 两个CS签名序列投影过程
3.3.3 数学模型
3.4 非理想信道状态信息的影响
3.4.1 基于符号处理
3.4.2 基于CSP结构处理
3.5 仿真结果
3.5.1 基于符号处理
3.5.2 基于CSP结构处理
3.6 本章小结
第四章 CS-NOMA MaMIMO方案在mmcMTC下行链路的研究
4.1 引言
4.2 下行链路CS-NOMA MaMIMO方案
4.2.1 系统模型
4.2.2 有效信道矩阵A1的RIP理论分析
4.3 基于张量压缩感知(TCS)的数据包(帧)结构
4.3.1 多维稀疏张量数据包
4.3.2 三个CS签名序列投影过程
4.3.3 数学模型
4.3.4 Kronecker感知矩阵A的RIP理论分析
4.4 非理想信道状态信息的影响
4.4.1 基于符号处理
4.4.2 基于TCS数据包(帧)处理
4.5 仿真结果
4.5.1 基于符号处理
4.5.2 基于TCS数据包处理
4.6 本章小结
第五章 全文总结及展望
5.1 全文总结
5.2 下一步工作展望
附录A 定理2.1的证明
附录B 推论2.1的证明
附录C 定理3.2的证明
附录D 定理4.2的证明
附录E 定理4.3的证明
附录F 定理4.4的证明
附录G 缩略语表
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
本文编号：3816713
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