本文關(guān)鍵詞：全雙工通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：隨著人們對高速通信需求不斷擴大,移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速。傳統(tǒng)移動通信系統(tǒng)往往采用頻分雙工(Frequency Division Duplex,FDD)或者時分雙工(Time Division Duplex,TDD)這兩種半雙工(HalfDuplex,HD)方式進(jìn)行傳輸以避免自身信號干擾。相對于半雙工傳輸方式,全雙工通過有效抑制同一系統(tǒng)上發(fā)射端和接收端之間的自干擾,實現(xiàn)了真正的同時同頻傳輸,提升近乎一倍的頻譜利用率。因此,研究全雙工技術(shù)與其他關(guān)鍵通信技術(shù)相結(jié)合后的系統(tǒng)性能十分重要。本文分別研究全雙工中繼系統(tǒng)下的信道估計問題、全雙工系統(tǒng)中的物理層安全問題和全雙工ad hoc網(wǎng)絡(luò)性能問題。論文第二章研究全雙工中繼系統(tǒng)中的信道估計問題。在本文研究的全雙工多輸入多輸出(Multiple-InputMultiple-Output,MIMO)中繼系統(tǒng)中,源節(jié)點和中繼節(jié)點均工作在全雙工模式中。中繼節(jié)點在接收源節(jié)點信號的同時轉(zhuǎn)發(fā)信號至目的節(jié)點。此時,源節(jié)點通過監(jiān)聽中繼節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)信息估計其預(yù)編碼設(shè)計所需信道狀態(tài)信息(Channel State Information,CSI)。論文首先提出一種無需中繼節(jié)點反饋的信道估計算法�；谠撍惴�,論文推導(dǎo)出估計量的偏差和Cramer-Rao下界(Cramer-Rao Lower Bound,CRLB)以檢驗算法性能。其次,針對該算法中中繼節(jié)點天線數(shù)量限制的缺點,論文提出了一種改進(jìn)型信道估計算法。最后,通過數(shù)值仿真結(jié)果和理論結(jié)果的對比,我們驗證了兩種算法的有效性和實用性。論文第三章研究全雙工系統(tǒng)物理層安全中的密鑰生成問題。在該系統(tǒng)中,合法用戶往往采用循環(huán)器或者分離式天線降低自干擾影響。因此,他們之間的前向和反向信道并不完美互易。針對該情景下的密鑰生成問題,論文提出了兩種針對非對稱信道的密鑰生成算法。一種是基于訓(xùn)練序列的密鑰生成算法,另一種則是基于特征值的密鑰生成算法。在基于訓(xùn)練序列的密鑰生成算法中,兩合法用戶通過估計相同的復(fù)合信道并量化生成安全密鑰。然而采用公共訓(xùn)練序列估計信道信息可能造成安全信息泄露。因此,基于特征值的密鑰生成算法利用信道特征值特性,在無需公共訓(xùn)練序列的情況下生成安全密鑰,有效減少了附近合作竊聽者所能破解的安全信息。通過仿真驗證,相對于其他算法,所提兩種算法在相同情況下均擁有更低的誤密鑰率(Key Error Ratio,KER)。論文第四章研究全雙工ad hoc網(wǎng)絡(luò)性能問題。不同于傳統(tǒng)半雙工節(jié)點,全雙工無線設(shè)備可在同一頻段同時交互信息。盡管,全雙工傳輸模式可以提高頻譜利用率,但是無法避免的同頻干擾(Co-Channel Interference,CCI)也使得全雙工ad hoc網(wǎng)絡(luò)性能分析非常復(fù)雜�；陔S機幾何理論,本文研究了全雙工ad hoc網(wǎng)絡(luò)中傳輸容量問題。為了推導(dǎo)該網(wǎng)絡(luò)下的傳輸容量,論文首先推導(dǎo)出接收信干噪比的概率密度函數(shù)。由于同時考慮同頻干擾、自干擾和信道噪聲等因素,推導(dǎo)出的概率密度函數(shù)更加貼近實際情況。其次,論文給出傳輸容量的上界和下界。該上下界算法復(fù)雜度較原函數(shù)復(fù)雜度大大降低。然后,通過研究物理鏈路模型和協(xié)議鏈路模型中的發(fā)送包成功譯碼率,論文給出了最大化傳輸容量的最優(yōu)傳輸策略,并在隨后與半雙工ad hoc網(wǎng)絡(luò)比較中給出相應(yīng)性能分析。最后,通過理論分析和數(shù)值仿真驗證,采用最優(yōu)傳輸策略,無論是使用物理鏈路模型還是協(xié)議鏈路模型,全雙工ad hoc網(wǎng)絡(luò)性能始終優(yōu)于半雙工ad hoc網(wǎng)絡(luò)。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5

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1 金寧;李錫華;史濟(jì)剛;;OFDM系統(tǒng)DCT/IDCT插值信道估計算法[J];浙江大學(xué)學(xué)報(理學(xué)版);2008年02期

2 呂子興;張文杰;郭永;;多徑情況下的信道估計算法[J];電子科技;2009年11期

3 許鵬;汪晉寬;祁峰;;改進(jìn)的高效MIMO-OFDM系統(tǒng)EM信道估計算法[J];通信學(xué)報;2011年01期

4 吳進(jìn);;一種改進(jìn)的直接判決信道估計算法研究[J];電視技術(shù);2012年01期

5 楊知行,王軍,潘長勇,楊林;地面數(shù)字電視廣播的信道估計算法[J];電子學(xué)報;2002年09期

6 宋曉勤;胡愛群;李克;薛強;;用于多小區(qū)聯(lián)合檢測的高精度信道估計算法[J];通信學(xué)報;2008年02期

7 葉凌敏;仇洪冰;;MB-OFDM UWB系統(tǒng)中的信道估計算法研究[J];計算機仿真;2009年01期

8 林宏志;朱光喜;王德勝;蘇鋼;;正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中脈沖成型信道估計算法[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年02期

9 焦東立;朱立東;;一種基于壓縮感知的信道估計算法[J];空間電子技術(shù);2011年03期

10 韓艷春;劉紅云;鐘雪鋒;;一種新的低復(fù)雜度信道估計算法[J];電訊技術(shù);2012年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳玉靜;黃帥;;一種基于頻域的MIMO-OFDM系統(tǒng)稀疏信道估計算法[A];中國電子學(xué)會第十六屆信息論學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

2 胡觀華;李有明;;DSL中低復(fù)雜度的盲串音信道估計算法[A];浙江省電子學(xué)會2009學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

3 丁旭;張韻農(nóng);李丹;;基于MIMO-OFDM系統(tǒng)的信道估計算法綜述[A];全國第21屆計算機技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會議（CACIS·2010）暨全國第2屆安全關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

4 王建明;趙春明;;智能天線中一種改進(jìn)的自適應(yīng)信道估計算法[A];2002’中國通信學(xué)會無線及移動通信委員會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2002年

5 萬蒙;;基于OFDM系統(tǒng)的信道估計算法的研究[A];2009年研究生學(xué)術(shù)交流會通信與信息技術(shù)論文集[C];2009年

6 楊靜;李洋;劉丹譜;;最大似然信道估計算法在UWB系統(tǒng)中的性能分析[A];第九屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

7 高云;李曉松;劉文京;李紹勝;;一種改進(jìn)的OFDM系統(tǒng)信道估計算法[A];全國第一屆信號處理學(xué)術(shù)會議暨中國高科技產(chǎn)業(yè)化研究會信號處理分會籌備工作委員會第三次工作會議�？痆C];2007年

8 李志紅;賀立紅;吳建華;;寬帶無線MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計算法研究[A];2008中國儀器儀表與測控技術(shù)進(jìn)展大會論文集（Ⅲ）[C];2008年

9 黃帥;朱衛(wèi)平;孟慶民;;單載波塊傳輸系統(tǒng)中稀疏信道估計算法研究[A];2009年通信理論與信號處理學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

10 張慶武;朱衛(wèi)平;;無信號擾動誤差的MIMO盲信道估計算法[A];第十四屆全國信號處理學(xué)術(shù)年會(CCSP-2009)論文集[C];2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 秦東潤;全雙工通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2016年

2 楊永立;OFDM系統(tǒng)非參數(shù)信道估計算法研究[D];華中科技大學(xué);2009年

3 許鵬;適用于MIMO-OFDM系統(tǒng)的信道估計算法研究[D];東北大學(xué);2011年

4 劉俊琳;OFDM系統(tǒng)高效接收方法的研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

5 于華楠;基于壓縮傳感的無線通信系統(tǒng)信道估計研究[D];吉林大學(xué);2012年

6 郭起霖;OFDM系統(tǒng)時變信道估計算法研究[D];北京郵電大學(xué);2013年

7 趙俊義;MIMO-OFDM無線通信系統(tǒng)信道估計算法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

8 于天航;非正交調(diào)制信號檢測與信道估計技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2017年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 姜凱;基于門限處理的信道估計算法研究[D];天津理工大學(xué);2013年

2 汪亞;MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計算法研究[D];西南交通大學(xué);2015年

3 黃友丹;高移動環(huán)境下LTE上行信道估計仿真及DSP實現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2015年

4 朱斌;高移動場景下OFDM系統(tǒng)信道估計技術(shù)仿真與DSP實現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2015年

5 武鵬;分?jǐn)?shù)傅里葉通信系統(tǒng)信道估計算法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 胡倩;基于MIMO-OFDM系統(tǒng)的信道估計算法的研究[D];電子科技大學(xué);2015年

7 劉鈺佳;MIMO-OFDM系統(tǒng)中的信道估計算法研究[D];華僑大學(xué);2015年

8 李輝;基于向量空間投影的多用戶MIMO-CDMA系統(tǒng)半盲信道估計算法[D];電子科技大學(xué);2014年

9 劉國英;OFDM系統(tǒng)中基于FFT的信道估計算法的研究[D];東北大學(xué);2013年

10 張本斌;基于NGB-W的同步與信道估計算法研究[D];南昌航空大學(xué);2015年

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本文編號：1305455