本文關鍵詞：非正交多址系統(tǒng)功率分配及干擾消除算法研究

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【摘要】：本文主要討論了非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)系統(tǒng)的關鍵技術。NOMA多址系統(tǒng)主要通過引入功率域,給復用的用戶分配不同的功率來區(qū)分用戶,實現(xiàn)多址。NOMA最大的優(yōu)勢是提高頻譜效率。針對NOMA系統(tǒng)的相關問題,本文分四部分展開討論。首先給出了NOMA系統(tǒng)的數(shù)學模型,并以兩用戶為例,詳細闡述了NOMA的基本原理。NOMA技術的核心是引入功率域,因此對于如何靈活的分配功率將是NOMA系統(tǒng)發(fā)端重點研究的內容。本文首先給出了兩種復雜度較低的NOMA功率分配算法,性能與最優(yōu)算法相比相差不大,但具有低復雜度,可實現(xiàn)性強。然后又針對NOMA系統(tǒng)下每個子頻帶候選用戶集中用戶配對方案的相關研究,對于基于串行干擾消除(Successive Interference Cancellation,SIC)算法譯碼的NOMA系統(tǒng),為了提高系統(tǒng)性能,接收機信干噪比差異要滿足一定的閾值才能確保盡可能小的誤碼傳播。為此本文給出了一種用戶狀態(tài)排序配對算法,并與其它經(jīng)典的用戶配對算法進行了仿真比較,證明了新算法的有效性。接著討論了一種新用戶接入方案。對于NOMA系統(tǒng)而言,與正交頻分多址接入(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA)系統(tǒng)不同,由于頻譜效率的顯著提高,無需采用競爭性接入,本文給出了一種用戶性能差異性選擇接入算法,充分兼顧了最大容量原則和公平性原則,并與傳統(tǒng)的隨機接入和最大信干噪比接入算法相比較,證明了本文提出算法的有效性。最后,本文研究了NOMA系統(tǒng)接收端的關鍵技術——干擾消除技術。由于NOMA技術是在發(fā)送端主動引入干擾的多址接入技術,因此接收端的干擾消除技術就顯得非常重要。本文主要研究串行干擾消除算法,但是僅利用SIC算法,其性能不佳,考慮傳統(tǒng)線性檢測算法的優(yōu)勢,我們將線性檢測算法和SIC算法相結合,提出MMSE-SIC(Minimum Mean Square Error)算法,以及排序的MMSE-SIC算法。雖然MMSE-SIC算法性能是最佳的,但是其運算過程中有大量的求逆運算,復雜度較高。為此分析了QR分解算法,其復雜度較低,具有可實現(xiàn)性。除此之外,還考慮了干擾抑制合并(Interference Rejection Combining,IRC)算法,其性能遠好于最大比合并(Maximum Ratio Combining,MRC)算法,并將IRC與SIC相結合,性能明顯改善。最后給出了NOMA多載波系統(tǒng)的整體干擾消除算法——雙向SIC算法,并通過仿真證明了算法的有效性。
【關鍵詞】：非正交多址 用戶配對 功率分配 干擾抑制合并 串行干擾消除
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題來源及背景9-10
• 1.2 研究目的及意義10
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.3.1 非正交多址接入技術10-13
• 1.3.2 非正交調制及其傳輸13
• 1.3.3 接收端干擾消除算法13-16
• 1.3.4 國內外文獻綜述簡析16
• 1.4 本文主要的研究內容16-18
• 第2章 NOMA的理論基礎18-30
• 2.1 NOMA系統(tǒng)原理18-23
• 2.1.1 NOMA基本原理18-22
• 2.1.2 NOMA系統(tǒng)中功率分配算法22-23
• 2.2 干擾消除算法23-25
• 2.2.1 最優(yōu)信號檢測算法23
• 2.2.2 線性信號檢測算法23-24
• 2.2.3 非線性干擾消除算法24-25
• 2.3 多載波調制方案25-29
• 2.3.1 FBMC方案25-29
• 2.3.2 OQAM調制29
• 2.4 本章小結29-30
• 第3章 NOMA系統(tǒng)發(fā)送端關鍵技術研究30-49
• 3.1 NOMA系統(tǒng)數(shù)學模型30-31
• 3.2 NOMA功率分配方案31-38
• 3.2.1 全空間搜索功率分配方案33
• 3.2.2 迭代注水功率分配方案33-34
• 3.2.3 固定功率分配方案34
• 3.2.4 分數(shù)階發(fā)射功率分配方案34-35
• 3.2.5 NOMA功率分配方案性能仿真35-38
• 3.3 NOMA系統(tǒng)用戶配對的影響分析38-43
• 3.3.1 隨機用戶配對算法38-39
• 3.3.2 正交用戶配對調度算法39-40
• 3.3.3 行列式用戶配對調度算法40-41
• 3.3.4 用戶信道狀態(tài)排序配對算法41-42
• 3.3.5 NOMA系統(tǒng)用戶配對方案性能仿真42-43
• 3.4 新用戶接入方案研究43-48
• 3.5 本章小結48-49
• 第4章 NOMA系統(tǒng)接收端干擾消除算法研究49-70
• 4.1 NOMA系統(tǒng)下的SIC算法49-56
• 4.1.1 SIC算法原理49-50
• 4.1.2 NOMA接收信號的等效處理50
• 4.1.3 ZF-SIC算法50-52
• 4.1.4 MMSE-SIC算法52-55
• 4.1.5 Power-SIC算法55
• 4.1.6 NOMA-SIC算法性能仿真55-56
• 4.2 QR檢測算法56-58
• 4.2.1 性能仿真及結果分析57-58
• 4.3 SIC算法的誤碼傳播分析58-63
• 4.3.1 基于SIC的NOMA系統(tǒng)模型58
• 4.3.2 SIC誤碼傳播分析58-59
• 4.3.3 NOMA系統(tǒng)SINR的分析59-60
• 4.3.4 EP模型分析60-61
• 4.3.5 性能仿真及分析61-63
• 4.4 IRC算法63-65
• 4.5 NOMA系統(tǒng)干擾消除算法65-69
• 4.5.1 仿真條件67-69
• 4.6 本章小結69-70
• 結論70-72
• 參考文獻72-77
• 攻讀碩士學位期間學術成果及科研項目77-79
• 致謝79

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李小文;郭歌;陳發(fā)堂;;LTE系統(tǒng)中基于傳輸分集的QR接收機設計[J];電子技術應用;2011年02期

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本文編號：1129530