本文關鍵詞：未來5G通信系統(tǒng)中的空間調制技術研究

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【摘要】：無線通信系統(tǒng)可利用的資源包括:頻率、時間、碼道和空間資源。其中時間、頻率和碼道資源已被充分利用,難再有提升空間。并且編碼、調制等技術的研究結果表明這些技術已經(jīng)逼近香農理論極限,提升潛力非常有限。從信息論角度,多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Mutput,MIMO)技術通過引入空間資源,將實現(xiàn)信道容量較單天線系統(tǒng)(Single-Input Single-Output,SISO)的成倍提高。在未來5G系統(tǒng)中,MIMO技術將不可或缺的成為未來移動通信系統(tǒng)中能大幅提高系統(tǒng)頻譜效率的核心技術。傳統(tǒng)的MIMO技術在發(fā)射端利用全部的天線同時激活傳送多流數(shù)據(jù)�？找奇I控調制(Space Shift Keying Modulation,SSK)技術和空間調制(Spatial Modulation,SM)技術是近幾年被提出的MIMO新技術。SSK與SM技術的思路與傳統(tǒng)MIMO技術不同之處在于傳統(tǒng)MIMO用APM(Amplitude/Phase Modulation)調制符號承載發(fā)送的全部二進制數(shù)據(jù)信息,而SSK和SM技術采用天線序號來承載發(fā)送的一部分二進制數(shù)據(jù)信息。相比傳統(tǒng)的MIMO技術,這種新技術每時刻只激活一根或少量天線,即射頻(Radio Frequency,RF)鏈路大幅度減少,因此避免和減少了信道間干擾,并由此大大降低了收發(fā)端同步的復雜度,新技術還特別適用于收發(fā)端天線不平衡的系統(tǒng),在大規(guī)模MIMO中有非常好的應用前景。但是SSK和SM的MIMO新技術存在頻譜效率低和發(fā)射天線利用率低的缺點。本文針對現(xiàn)有空移鍵控技術和空間調制技術頻譜效率低,發(fā)射天線利用率低的問題進行了大量研究,提出了兩種改進型的具有高頻譜效率的空移鍵控調制技術:分層空移鍵控(Layered Space Shift Keying,LSSK)調制技術和多流空移鍵控(Multiple Stream Space Shift Keying,MSSK)調制技術。這兩種方法均可將數(shù)據(jù)分層或分流并將多層或多流數(shù)據(jù)同時調制在發(fā)射天線上,通過所預設的數(shù)據(jù)合并或映射方式避免了在空移鍵控系統(tǒng)中傳輸多流信號時的發(fā)射天線碰撞問題,從而使得傳統(tǒng)SSK和SM技術傳輸多流信息成為可能,并且成倍地提高了傳統(tǒng)空移鍵控技術的頻譜效率。論文對LSSK和MSSK兩種技術進行了理論分析以及仿真驗證,并對比了兩種新技術與傳統(tǒng)技術的誤碼率性能,仿真結果表明兩種新技術在大大提高傳統(tǒng)空移鍵控頻譜效率的基礎上具有較好的誤碼率性能。針對傳統(tǒng)基于天線選擇的空間調制技術在復雜度和性能方面的不足,本文還提出了一種基于天線選擇的空間調制預編碼算法,這種方法在基站端將預編碼和天線選擇巧妙地結合,大大降低了傳統(tǒng)天線選擇算法的復雜度,且性能較傳統(tǒng)SSK或SM系統(tǒng)得到很大提升。本文還將該基于天線選擇的預編碼算法擴展到多用戶通信系統(tǒng)中,提出了一種將空間調制技術作為下行多址接入的可行新方案。該方案通過在發(fā)送端做預編碼,可以消除空間調制系統(tǒng)中的多用戶干擾,同時配合天線選擇算法大大提升了系統(tǒng)的性能。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5

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本文編號：1195578