近幾十年來,從傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)到目前的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),無線通信的發(fā)展日新月異,對(duì)人們的生活方式及信息技術(shù)的演進(jìn)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。為了支撐移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,面向2020及未來的第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)成為研究的重點(diǎn)。多址技術(shù)的演進(jìn)成為每一代通信系統(tǒng)的標(biāo)志�，F(xiàn)有多址技術(shù)受到正交資源的限制,已經(jīng)無法滿足5G系統(tǒng)高頻譜、大連接等需求。非正交多址技術(shù)由于能夠在相同的時(shí)頻資源復(fù)用多個(gè)用戶的發(fā)送信息,從而提升系統(tǒng)的頻譜效率,滿足大量用戶的同時(shí)接入,無疑將成為5G的核心關(guān)鍵技術(shù)之一。理論分析表明,在相同的頻譜資源下,NOMA相對(duì)于傳統(tǒng)的OMA技術(shù)具有較大的性能優(yōu)勢(shì)。本文首先對(duì)目前的非正交多址技術(shù)進(jìn)行全面的分析,主要包括其發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)與接收機(jī)原理�；谙到y(tǒng)原理的不同,提出了相應(yīng)的NOMA分類方案,即,基于加擾類的NOMA,基于交織類的NOMA,基于擴(kuò)頻類的NOMA,基于編碼類的NOMA,并給出了初步的仿真結(jié)果。同時(shí)指出,盡管各類NOMA方案的發(fā)射端不同,但是可以通過一個(gè)統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。其次,為了精確的分析擴(kuò)頻序列的互相關(guān)特性,本文引入了Welch界的相關(guān)理論,從均方根互相關(guān)、最大值互相關(guān)等多個(gè)維度定量的分析擴(kuò)頻矩陣特性。并提出通過最小化最大值互相關(guān)逼近Welch界為評(píng)價(jià)指標(biāo),優(yōu)化新的擴(kuò)頻序列,使得構(gòu)造的擴(kuò)頻序列的均方根互相關(guān)能夠達(dá)到Welch理論界的同時(shí),最小化最大值互相關(guān),以至于使其逼近Welch界。最后,本文利用混沌序列的帶寬類噪、初值敏感、良好的相關(guān)特性等特點(diǎn),提出了基于安全性的非正交多址方案。同時(shí),由于所提系統(tǒng)未使用擴(kuò)頻技術(shù),在相同的頻譜效率下,采用低碼率進(jìn)行信道編碼,進(jìn)而利用時(shí)間分集充分挖掘系統(tǒng)的編碼增益。
【學(xué)位單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN929.5
【部分圖文】：

?其中，／丨表示用戶ｆ的信道狀態(tài)信息，Ｍ表示噪聲，其功率譜密度為ｉＶ〇。??圖２－１展示了兩用戶上行ＰＤ－ＮＯＭＡ與ＯＭＡ的頻譜利用對(duì)比，并假設(shè)??Ｋ?＞｜？｜２。在ＰＤ－ＮＯＭＡ中，２用戶發(fā)送的符號(hào)、和＆占用相同的頻譜資源，兩??者相互干擾。在上行ＰＤ－ＮＯＭＡ方案中，在基站側(cè)利用ＳＩＣ分離信號(hào)的信息。??圖２－１所示的ＰＤ－ＮＯＭＡ可分為兩步解調(diào)出信號(hào)＆和首先，把用戶２的信號(hào)??＆看做噪聲，解調(diào)出用戶１的信號(hào)Ａ。一旦成功解調(diào)出用戶１的信號(hào)信息，然后??從接收端接收的信號(hào)Ｙ中減去用戶１的信息，最后成功解調(diào)出用戶２的信息。由??于減去用戶１的信息后，系統(tǒng)存在的干擾僅為高斯白噪聲，因此，用戶２的最大??可達(dá)速率為單用戶的界限。ＰＤ－ＮＯＭＡ用戶／的速率尺可用公式表達(dá)為??＜?（ｐ＾ｆ）?（２＂２）??ｒｎ?Ｉ?Ａ．?．?巧ｗｌ；用戶２??簡(jiǎn)嫩＇］Ａ丨用戶１??，?ｆ?個(gè)?Ｗ????—－一＂午｜獲取用丨Ｊ用戶１信｜?Ｊ獲取用???＾?Ｈ＞＼Ｋｆ?＾￣￣?????基站??〇ｍａ?ｒｒ??ｎ?用???上戶??ｌ—Ｐ?２?＼???？??用??１－々?Ｘ??＾戶??＼?用戶１?＾??基站?ＩＩ?＞??ｐ＼???Ｐ?１?一々??管用戶１?????？??Ｐ??圖２－１?ＰＤ－ＮＯＭＡ與ＯＭＡ對(duì)比框圖??對(duì)于正交系統(tǒng)

?（２＿３）??足＝（ｉ＿々）ｉ〇ｇ，ｉ＋－＾－％Ｌ??圖２－２和２－３分別展示了在對(duì)稱信道與非對(duì)稱信道下ＰＤ－ＮＯＭＡ和ＯＭＡ的??容量域。在圖２－２中，Ａ?｜〇Ｑ和朽叫２／＃。都等于１０必。在圖２－３中，乃｜〇。??等于２０必，ｚ＾／＾／ｉＶｏ等于０忍。對(duì)于ＰＤ－ＮＯＭＡ方案，圖中點(diǎn)Ｂ表示首先解??調(diào)用戶１，此時(shí)用戶２可以達(dá)到單用戶最大容量，用戶１與用戶２的容量對(duì)應(yīng)文??中公式（２－２）。圖中點(diǎn)Ｄ表示首先解調(diào)用戶２，此時(shí)用戶１可以達(dá)到單用戶最大??容量。線段ＢＤ表示用戶１與用戶２通過不同功率分配可以達(dá)到的最大和容量。??＾Ｒｌ｛ｂ／Ｓ）??Ａ？Ｂ?外｜〇〇＝１〇洲??２．２０?｜－－＼Ｃ??！?！?＼ｖ???ＮＯＭＡ??０．９３?１?丨作?〇ＭＡ??：?Ｉ?＼??Ｉ?｜?ｊＲ?Ｒ＾ＪＳ）??０?０．９３?２．２０?３．４６??圖２－２上行對(duì)稱信道容量域??由圖可知在上行多址信道下，ＯＭＡ的容量域是ＰＤ－ＮＯＭＡ容量的一個(gè)子集，??因此，在相同頻譜效率下，ＰＤ－ＮＯＭＡ的性能完全優(yōu)于ＯＭＡ性能。在對(duì)稱信道??下ＯＭＡ在點(diǎn)Ｃ達(dá)到了最大和速率，并且用戶１與用戶２的容量是相等的。在非??對(duì)稱信道下

．．．．圖２－３上行非對(duì)稱信道容量域??從以上分析可以得出，基于功率域的非正交多址優(yōu)于目前的正交多址系統(tǒng)，??并且可以在系統(tǒng)容量、頻譜效率以及用戶公平性之間取得較好的折中。??２．２?ＳＣＭＡ??ＳＣＭＡ是基于多維碼本的非正交多址接入技術(shù)，ＳＣＭＡ是把正交幅度調(diào)制??（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ?Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ?Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，?ＱＡＭ）和擴(kuò)頻過程合并為稀疏碼本，直接將??信道編碼后的數(shù)據(jù)映射成多維復(fù)數(shù)域碼字。ＳＣＭＡ的編碼過程可以定義為［１８］：??／：及。ｘ?＝?／（ｂ），其中；ｃｃＣ＇?Ｈ＝Ｍ。向量Ｘ是一個(gè)Ｚ維稀疏向量，??假設(shè)向量中非零元素的個(gè)數(shù)為其中，＃＜尺。ｃ表示定義在星座集??上的Ｗ維星座點(diǎn)，可以表示為：ｃ?＝?ｇ（ｂ）。ＳＣＭＡ編碼過程可以進(jìn)??一步表示為：／：＝Ｖｇ，其中映射矩陣的作用是將＃維星圖上的點(diǎn)映射??到尺維ＳＣＭＡ碼本，并且Ｖ包含尺－７Ｖ個(gè)全零行，即得到的所有碼字都包含??尤－ＴＶ個(gè)全零行。最后，每個(gè)用戶的碼本都含有Ｍ個(gè)維度為尤的碼字。??用戶丨?用戶２?用戶３?用戶４?用戶５?用戶６??
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本文編號(hào)：2874168