一、上行信道调制技术的研究(论文文献综述)
张瑞齐[1](2021)在《高速移动场景中基于MIMO-OFDM的信道估计和预编码方法研究》文中认为随着高速公路、高速铁路以及城市道路的爆炸式发展,交通系统的安全性、交通管控的有效性和及时性等问题亟待解决。智能交通系统成为未来交通运输系统的发展方向。随着车联网的蓬勃发展,低时延、大容量、高可靠的通信需求日益迫切。但是传统移动通信的设计主要瞄准终端静止或者低速运动场景,当其应用在高速公路和铁路场景时面临诸多的挑战。以第五代移动通信(The Fifth Generation Mobile Communication,5G)标准为例,终端用户在低速运动条件下,比如移动速度不高于30km/h,100MHz系统带宽可提供大于1G比特率(Bit Per Second,bps)数据传输速率。而随着终端用户移动速度的增加,可支持数据传输速率急剧下降,在终端移动速度高于350km/h时,系统的可支持数据传输速率只有50Mbps,该数据吞吐量只有车联网通信所需数据速率的10%。通信系统传输速率严重下降的主要原因是车辆高速运动引起的信道快速时变以及多普勒频偏。因此,克服多普勒效应、提高高速移动场景中的数据传输速率是非常重要的课题,具有重要的科学意义。为了解决高速移动场景中无线通信系统数据传输效率下降的问题,本文充分考虑高速运动场景中的信道快速时变、多普勒效应、用户信道状态信息(Channel State Information,CSI)难以跟踪等典型问题,采用理论分析、数学建模与系统仿真验证相结合的方法,对快速时变信道估计、低复杂度的子载波间干扰抑制以及面向多输入多输出的线性预编码等方向进行了系统研究。论文的创新性工作包括以下四个方面:第一、提出了一种新的基于波束域分解的信道预测方法,解决高速运动状态下,终端反馈的信道状态信息难以跟踪信道变化而带来的系统性能恶化的问题。基于信道状态信息的自适应调制编码技术(Adaptive Modulation and Coding,AMC)在无线移动通信系统中发挥重要的作用。但是当终端用户处于高速运动状态时,无线信道快速变化。终端用户反馈的信道状态信息与被应用时刻的信道失配,导致系统性能严重恶化。针对该问题,本文提出了一种新的信道预测方法。该方法根据扩展Saleh-Valenzuela模型,将无线信道在空域分解为多个簇,每一簇的信道由空间波束角相近的子径组成。通过波束域、频率域分解,无线时变信道被表征为有限个波束域和频域基向量的线性加权。针对加权参数和波束矢量估计复杂度过高的问题,本文提出了改进的快速迭代插值波束赋形(Fast Iterative Interpolated Beamforming,FIIB)算法。针对加权参数的预测问题,本文提出由多项式模型近似。通过向基站反馈多项式系数和波束矢量,基站可以精确的预测未来的信道。本方法提高了时变信道预测的准确性,仿真显示在反馈有限阶系数条件下,本方法已经可以准确的预测信道的变化,同时反馈多项式系数所需的资源也远低于传统方法。第二、提出了基于频率偏移的基扩展模型(Frequency Shifted Basis Expansion Model,FS-BEM),解决高速时变信道条件下信道估计性能恶化的问题。在正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统中,通过在OFDM符号中插入参考信号(Reference Signal,RS)来做信道估计。在传统的信道估计中,认为信道在一个OFDM符号中保持不变。当终端用户处于高速运动状态的时候,信道在一个OFDM符号中也会发生变化,从而使得传统信道估计方法失效。针对该问题,本文基于基扩展模型(Basis Expansion Model,BEM)的理论,研究了复指数基扩展模型(Complex Exponential BEM,CE-BEM)在建模快速时变信道时存在较大误差的原因,提出了FS-BEM信道估计方法。通过对复指数基向量进行过采样获取过完备基向量集合,采用最小均方误差(Minimum Mean Squared Error,MMSE)或者最大信息率准则(Maximum Information Rate,MIR)全局寻优最佳采样基。仿真显示,本方法很好的克服了传统CE-BEM模型的缺点,在不同的移动速度下均具有较好的性能。第三、提出了一种新的发射端预编码和接收端均衡方法,解决传统子载波间干扰抑制方法存在的复杂度过高、性能不理想等问题。在OFDM通信系统中,当终端处于高速移动的时候会引起子载波间干扰(Inter-Carrier Interference,ICI),严重的影响了无线移动通信性能。在传统的均衡算法中,通常采用迭代干扰消除的方法来克服ICI带来的影响。这种方法存在复杂度过高、用户移动速度快的情况下性能不理想等问题。本文提出了一种新的发射端预编码和接收端均衡方法。该方法在发射端将发射信号频域分段,并在每个频域分段中添加冗余子载波,从而隔绝了相邻频域分段之间的干扰,将子载波互扰限制在一个频域分段内。在接收端,通过简单的线性变换和一阶均衡就可以抑制频域分段内的ICI。该方法可以大大降低接收端实现复杂度,具有较好的ICI抑制性能。第四、提出了一种新的基于波束域反馈的码本设计方法,解决传统码本设计不能匹配中高速场景、反馈开销过大的问题。在多输入多输出(Multi-Input Multi-Output,MIMO)系统中,预编码矩阵的反馈占用大量的上行无线资源,尤其是当终端处于快速运动的时候,需要配置很短的反馈周期才能跟踪信道状态信息的变化,这会进一步增加反馈开销。针对该问题,本文提出了一种新的基于波束域反馈的码本设计方法。该方法利用矩阵分解理论,将预编码矩阵表征为若干个正交向量的线性加权。用户需要反馈被选择的正交向量的索引以及每个被选择的正交向量对应的复系数。通过联合配置长和短周期反馈,该方法可以在跟踪信道变化的同时,维持较低的反馈开销。仿真结果显示,本文提出的码本结构和反馈方法在获得预编码增益的同时,极大的缩减了反馈信道状态信息的信息量。本方法中的双码本结构以及第一级码本的正交向量设计等方法被5G通信标准‘3GPP TS38.214:NR Physical layer procedures for data’的5.2.2.2.3章节接纳。
马鹏杰[2](2021)在《卫星激光通信传输性优化能研究》文中研究表明近年来随着信息网络技术的飞速发展,信息流量需求飞速增长,需要建立高速率、大容量、广覆盖的空天地一体化通信网络系统。而目前卫星之间、星地之间的数据传输主要是微波为载体的通信。由于微波频率资源和技术限制,以微波为载体的卫星通信速率很难有很大提升。而卫星激光通信技术由于设备体积小、抗干扰能力强、保密性强、通信速率提升空间大等优点,为实现星间、星地高速率数据传输提供了新的解决方案。因此,卫星激光通信成为卫星通信领域的研究热点。其中星地间的激光通信技术研究,是解决星上和地面高速数据交换的关键,由于星地间的激光通信需要经过大气信道,激光信号在传输中不可避免地受到大气湍流、大气散射等的影响,影响通信可靠性。因此,针对大气信道的传输特性,研究星地间激光通信的传输性能优化方案,是实现稳定可靠高速星地激光通信的研究重点。而自适应编码调制技术可以根据无线信道状态的变化,动态调整信号的编码调制方式,在通信可靠性和高效性之间寻求平衡,可以优化星地激光通信的传输性能,成为了国内外研究热点。本论文在研究星地激光通信传输机理的基础上,为解决星地激光通信传输优化问题,重点研究了星地激光通信系统中的基于循环神经网络的信道估计算法、接收端信号调制格式识别方法和联合多孔径接收的自适编码调制(Adaptive Modulation and Coding,AMC)方案。论文的主要研究工作和创新点如下:1.提出了一种基于长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)循环神经网络的星地激光通信信道估计方法。在该方法中,利用LSTM网络对时间序列“强记忆”特点,在弱湍流、中等湍流、强湍流等不同强度的大气湍流信道条件下,通过仿真获取大量星地激光通信系统的训练数据集,训练数据集是由大量已知光信噪比的接收端信号序列构成,将信号的序列值和对应平均光信噪比作为LSTM模型训练的输入层。经过训练拟合后的模型,可以通过输入接收信号对信道的光信噪比进行估计。与传统的信道估计方法最小二乘估计(Least square estimation,LS)相比,基于LSTM网络的信道估计方法具有更高的估计精确度,平均均方误差(mean-square error,MSE)为0.01左右,高信噪比的情况下MSE可降低到10-3以下。该信道估计方法实现了准确估计星地激光通信信道的光信噪比,为AMC方案中信道估计问题提供了解决办法。2.提出了一种基于 CLDNN(Convolutional,LSTM,Fully Connected Deep Neural Networks)结合高阶累积量特征的调制格式识别方法。由于高阶累积量特征最高斯噪声具有良好的抑制效果,而CLDNN 结合了卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)、LSTM、深度神经网络(Deep Neural Networks,DNN)的优势,在调制格式识别方面有较好的应用效果。在该方法中,将提取的高阶累积量特征和接收端接收信号自身结合,作为CLDNN网络的输入,用CLDNN中的CNN层提取时间维度上高质量的隐藏信息,然后将这些信息传递给LSTM网络进行时序建模,最后将LSTM网络的输出传递给DNN,将特征空间映射到容易分类的特征空间内,完成调制格式的分类识别。通过仿真分析,与基于传统机器学习算法相比,该方法调制格式识别的识别率更高。3.提出了一种星地下行链路联合AMC方案。由于多孔径接收技术可以抑制大气湍流,本文结合多孔径接收技术和MPSK相干调制、LDPC编码提出了联合AMC方案,并设计了一种AMC决策切换方法,根据反馈信道的提供的反馈信息,动态的改变编码效率和调制阶数,而且当系统采用低编码效率和最低阶调制时,误码率仍然无法保证时,自适应采用多孔径接收,进一步提升系统性能,保证系统在较差的信道条件下的可靠传输。经过仿真分析,与固定编码调制格式地系统以及普通自适应调制系统比较,在设定误码率阈值下,普通自适应编码调制方案满足通信误码率条件的光信噪比下限为10dB,而本文提出的联合AMC方案的光信噪比下限为8dB,同时本文提出的方案表现出了更好的平均误码率。
郑凯航[3](2021)在《基于高铁大规模MIMO系统的信道状态信息获取技术研究》文中研究说明随着高速铁路的发展,人们对于高机动性场景中的通信服务质量提出了更高的要求,这需要获取精准的信道状态信息(Channel State Information,CSI)。大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术因其具备显着提升信道容量和频谱效率的优势,减弱多普勒效应影响的潜力被考虑为主要解决方案。然而显着的多普勒频移和庞大的天线阵列仍严重制约着CSI的获取效果。为了克服高机动性场景带来的挑战,本文从时频(Time-Frequency,TF)域和多普勒-时延(Doppler-Delay,DD)域两个角度进行研究,提出了两种适用于高机动性场景下的信道估计算法,并给出了收敛性理论分析以及仿真验证。所提算法在各种通信环境下都有着精准的信道估计精度,可以适应不同速度的通信场景。论文主要内容如下:(1)从TF域角度出发,针对高多普勒效应对信道带来的快时变影响提出了一种空间信息辅助的上下行联合信道参数跟踪方案。首先构建了接收信号的稀疏模型,使得观测矩阵的每一列对应于一条信道。然后,将实时CSI获取问题转化为稀疏贝叶斯学习(Sparse Bayes Learning,SBL)形式的信道参数跟踪问题,并利用MM算法迭代求解每个信道参数。最后提出了一种基于显着梯度的快速收敛方案,解决角度相关替代函数的多峰值优化问题。(2)从DD域角度出发,基于DD域信道相对稳定且具有循环矩阵形式的特征,提出了一种联合信道估计及信号检测的方案。首先,本文利用正交时频空间调制方式(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)将信道调制到DD域并给出了 DD域信号输入输出关系。随后,利用免疫算法求解初始信道估计结果并提出了基于信息传递(Message Passing,MP)的信号检测方案。最后利用DD域信道的循环矩阵特性,提出了低复杂度的检测信号和信道估计的联合优化方案。
冯楠[4](2021)在《下一代无源光网络物理层损伤抑制及分层调制技术研究》文中研究说明受物联网、5G、移动互联网等新型业务的驱动,下一代无源光网络(NG-PON)已成为宽带光纤接入的重要解决方案。基于强度调制直接检测方式的PON系统实现简单、成本开销较低,适用于未来短时期内的实际部署。然而,光链路的物理层损伤成为制约NG-PON发展的关键瓶颈之一。本文针对NG-PON中的物理层损伤问题,提出基于Volterra理论的均衡/补偿方案;在考虑对等业务特性和不同光网络单元(ONU)到光线路终端(OLT)信噪比(SNR)差异性的基础上,利用分层调制技术优化系统业务承载效率和功率预算。本文的主要研究工作和创新点如下。(1)针对下行正交频分复用(OFDM)-PON中利用电吸收调制器和光纤自相位调制负啁啾效应扩展系统带宽时引入的非线性物理层损伤问题,本文提出一种基于稀疏Volterra均衡器的非线性损伤均衡方法,该方法采用正交搜索算法降低均衡器的复杂度。50Gbps、传输距离55km(标准单模光纤/SSMF)OFDM-16星座正交幅度调制(16-QAM)系统仿真结果表明,在最优系统参数的配置下,经稀疏Volterra均衡器均衡后,所实现的系统功率预算约为30dB,可支持1:64的光分支比;相比于全Volterra均衡器,稀疏Volterra均衡器抑制非线性损伤后所实现的系统性能与之相似,20Gbps OFDM-16-QAM信号经过95km的SSMF传输的离线实验结果表明,该系统在进行稀疏3阶Volterra均衡器作用后,相比3阶全Volterra均衡器,总抽头系数数目减少约28%。(2)针对无源光网络“一主多从”结构下ONU成本为整体PON系统设备成本主要构成特点,本文提出一种基于Volterra逆均衡理论的PON系统下行物理层损伤频域预均衡方法,以均衡光纤链路以及直接检测所共同作用下的非线性损伤。仿真结果表明,当40Gbps OFDM-16-QAM信号传输距离小于20km时,Volterra预均衡器与后向Volterra均衡器的均衡效果几乎相同。经2阶Volterra均衡后,当传输距离为20km时,在一定的接收光功率范围内,该Volterra预均衡器优于后向Volterra均衡。相比于后向2阶Volterra均衡器,该2阶Volterra预均衡器的设计使得整个系统的DSP复杂度减小了 96.7%。(3)针对NG-PON业务特性以及OLT与各ONU之间SNR差异性特征,本文提出一种基于分层调制和网络编码的业务承载效率提升方案。该方案利用不同分支传输距离等因素导致OLT-ONU之间SNR差异性,采用分层调制技术优化系统调制效率;并采用网络编码技术降低OLT端对等业务所需转发的业务量,进而实现系统总体效率的提升。仿真结果表明40Gbps OFDM分层16-QAM信号在最优系统参数设置下,经最长30km的SSMF传输,不同的分层功率比可灵活适应不同的信道参数变化,且当网络中上行对等业务的占比为100%时,系统业务承载效率可提高为原来的1.37倍。(4)针对NG-PON存在的信道功率预算浪费问题,本文提出了一种基于分层调制的功率预算提升方案。该方案通过功率资源重构,在发射机采用分层PAM-4格式及数字电Nyquist滤波成型以实现系统链路功率预算和频谱效率的提升;并针对信道色散引起的功率衰落效应、线性和非线性的符号间干扰问题,依次采用残留边带滤波和接收机中重叠频域均衡、迭代抑制算法进行均衡,进一步提升系统功率预算。仿真结果表明使用Nyquist成型后,系统频谱效率为未成型时的两倍。经过光纤传输后的仿真结果验证了不同SSMF传输距离下均衡算法的有效性且在由30km的SSMF传输距离差异所带来的6dB SNR差异下,最优的分层功率比为0.3,且功率预算提升最大约2.4dB。
杜刘通[5](2021)在《面向下一代移动通信系统的新型MIMO关键技术研究》文中认为本文基于多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术,以赋能下一代(后5G及6G)移动通信系统为目标,面向MIMO系统中的三个基本问题——可靠性(接收端误码率/空间分集增益),有效性(频谱效率/空间复用增益)以及移动通信的内生安全,分别从小规模MIMO中的非线性预编码、物理层安全技术中的实际安全传输方案以及新型网络架构——无蜂窝大规模MIMO三个方面展开研究。本文立足于实际传输场景中的非理想因素,研究新型MIMO关键技术在实际非理想传输场景中的新技术与新方案。本文的主要工作和创新点总结如下:第一、针对向量扰动预编码技术在量化误差下的新型预编码技术的研究。首先对非线性预编码传输中信道状态信息和功率归一化因子的非理想量化误差模型进行了分析。结合上述分析,本文提出了一种考虑功率归一化因子相对量化误差和发射端信道状态信息有限反馈的新型预编码方案,根据最小均方误差准则对存在量化误差下最优预编码矩阵以及扰动向量的联合优化问题进行了研究。仿真结果表明,相比经典的扰动预编码所提方案能够有效对抗传输中由量化误差带来的非理想传输的影响,在不同的场景下能够提供1-3dB增益,相比现有基于最小均方误差准则的预编码方案对非理想因素更不敏感。第二、针对向量扰动预编码在安全传输方案中应用的研究。本文以实际安全为目标,基于向量扰动预编码分别针对理想和非理想场景设计了相应的安全传输方案。针对人工噪声方案存在的空间自由度与发射功率损失的问题,本文基于向量扰动预编码设计了不同场景下的实际安全传输方案。首先,本文基于扰动向量的设计特性代替人工噪声作为干扰信号,提出了一种理想场景下的安全传输方案。然后本文考虑了现有基于正交幅度调制信号的实际安全方案由有限天线数和调制阶数带来的安全泄露现象,提出了一种基于调制符号极性的安全传输方案。最后,考虑窃听者可以消除扰动向量的场景,本文提出了两种分别基于固定偏移量和动态偏移量的实际安全传输方案,偏移量的选取可以根据调制阶数得到。仿真结果显示,所提方案相比现有基于人工噪声的传输方案在全负载场景下相比人工噪声方案可以获得3-6 dB的增益,能有效避免安全泄露现象,显着提升了实际安全传输能够有效的提升合法用户接收性能。第三、针对无蜂窝大规模MIMO网络中的频谱效率和能量效率问题,本文首先提出了一种联合分布式及集中式信号处理的预编码方案:选取部分接入点使用集中式迫零预编码,提升系统频谱效率;余下的接入点则使用分布式最大比传输预编码方案,以降低前传(front-haul)链路开销。然后,基于信道的大尺度衰落参数得到接入点选择方案以及对应的频谱效率的闭式表达式。针对最大最小化(max-min)功率分配问题,本文给出了基于二阶锥优化的功率分配方案。针对大规模网络中二阶功率优化方案复杂度较高的问题,本文依据一阶优化算法,给出了一种低复杂度功率分配方案。在系统能效方面,对负载均衡下的接入点休眠及功率分配的联合优化问题进行了研究,提出了一种新的利用激活接入点集合的稀疏性及网络稳定性接入点休眠算法。研究表明,所提预编码方案可以有效避免分布式预编码性能受限于接入点间干扰的问题,在仅有少数接入点进行集中迫零时就能获得优于分布式预编码方案的性能;在接入点天线数量少于正交导频数的场景,所提算法相比分布式预编码方案在95分位处可以获得3-6倍频谱效率增益。在资源开销方面,所提预编码方案相比集中式迫零预编码方案具有更低的计算复杂度以及前向链路开销;所提功率分配方案在中等规模网络下能够达到接近二阶优化功率分配方案的性能,同时将计算时间降低了两个数量级;相比二分搜索算法,所提接入点休眠算法在复杂度相当或更低的情况下,具有更优的能量效率。
尚志铭[6](2021)在《基于紧缩场的5G终端毫米波射频测试平台和测试例的设计与实现》文中认为随着5G关键技术在Sub-6G频段不断得到突破,并在全球范围内开始正式商用,5G毫米波频段终端的全面商用化也开始步入正轨。射频一致性测试作为终端获得入网许可的关键测试环节,加快并完善射频一致性测试体系对5G终端产业化进程起到至关重要的作用。为提高对终端射频指标的测试效率,协助终端产品的研发,降低测试成本,积极开展5G终端射频一致性测试平台的开发,提供符合协议要求的一致性测试平台具有重要意义。本论文选题于新一代宽带无线移动通信网国家科技重大专项《面向R15的5G终端测试体系与平台研发》,主要对5G标准协议中规定的毫米波频段的射频一致性测试开展研究,实现基于紧缩场的射频一致性自动化测试平台,设计并实现了相应的测试用例。主要研究内容包括:(1)对5G终端射频相关技术进行了综述。首先阐述了 5G物理层的机制结构,梳理了物理层相关技术的实现方案。接着对5G终端射频测试技术涉及的基本概念、测试原理、测试方式和难点进行了分析。然后对基于紧缩场的终端毫米波射频测试系统相关研究进行了综述。(2)设计并实现了基于紧缩场的5G终端毫米波的射频一致性测试平台。通过对实际测试环境的分析设计出该测试平台的总体设计方案,将该平台划分为硬件部分和软件部分。硬件部分包括紧缩场暗室、综测仪、矢量网络分析仪、矢量信号源、射频链路和计算机,设计与实现了测试链路的搭建与仪器仪表的控制,通过搭建测试链路实现待测终端与测试平台之间的连接,使用仪器仪表完成对终端射频指标的测试。软件部分为远程仪表控制平台,设计与实现了远程仪表控制平台对各个仪表的远程调用,通过各仪表驱动程序代码对硬件设备的自动化控制,并提供操作界面便于用户进行操作。对测试平台功能进行了验证,结果表明该测试平台能够完成5G射频一致性的测试。(3)设计并实现了 5G终端射频一致性测试用例。首先分析了测试例的设计方法及测试流程,自此基础上针对发射机最大输出功率、发射机关功率和最大输入电平这3个测试例,分析其测试条件和射频指标,完成测试例的实现。最后通过远程控制仪表和紧缩场环境,验证了馈源天线的发射机功率相关指标和三维天线方向图的测试功能。结果表明,基于测试平台实现的测试例的测试结果与厂商的测试结果一致,证明了测试例设计与实现的正确性。
黄源[7](2021)在《基于压缩感知的MIMO系统稀疏信道估计方法研究》文中研究指明多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统通过在发射端和接收端分别部署多个天线阵列,可以显着地提升信道容量和传输速率,被认为是未来无线通信的关键使能技术之一。然而,在MIMO系统中,随着基站端天线数目的增加,导致产生大量的未知信道参数和巨大的导频开销,使得无线信道估计成为一项极具挑战性的难题。因此,研究MIMO系统的信道估计技术,对未来无线通信技术的发展具有十分重要的意义。在无线通信系统中,无线多径信道通常为稀疏信道,传统的信道估计算法没有利用信道的稀疏性。基于压缩感知(Compressed Sensing,CS)的信道估计方法通过充分利用信道的稀疏特性,可以使用很少的导频序列获得更好的信道估计性能。本文针对复杂环境下MIMO-OFDM(Multi-Input Multi-Output Orthogonal Frequency Division Multiplexing)和大规模MIMO系统,提出了一系列基于压缩感知的稀疏信道估计方法。本文的主要研究内容如下:(1)提出了一种基于压缩感知的MIMO-OFDM系统改进的稀疏信道估计算法。针对MIMO-OFDM系统无线信道模型,考虑到现有的基于稀疏度自适应匹配追踪信道估计算法在低信噪比下存在着重构性能不稳定的问题,本文提出了一种新的自适应匹配追踪(New Adaptive Matching Pursuit,NAMP)稀疏信道估计算法。该方法在不需要信道稀疏度先验知识的情况下,通过固定步长的方式,对迭代过程中的支撑集原子进行选取,提高算法的收敛效率。此外,该方法采用奇异熵定阶的机制来防止引入不相关的原子,提高算法的收敛精度。实验结果表明,该方法的计算复杂度较小和具有更稳定的性能。(2)提出了一种基于压缩感知的TDD大规模MIMO系统改进的稀疏信道估计算法。针对时分双工(Time Division Duplex,TDD)大规模MIMO系统上行链路模型,本文探讨了导频污染问题,提出了一种有效的半正交导频设计方案。此外,考虑到现有算法在重构过程中存在着对稀疏信道抽头能量不够敏感以及重构精度不高的缺点,本文提出了一种优化的自适应匹配追踪(Optimized Adaptive Matching Pursuit,OAMP)算法。该方法采用基于能量熵的排序方法对支撑集原子进行筛选,提高算法的估计性能。然后,该方法利用分段自适应变步长的方法,提高算法的泛化能力。理论分析和仿真结果表明,本文提出的OAMP算法进一步减少了导频污染,且以较小的时间复杂度为代价提高了信道估计的精度,其综合性能优于其它信道估计算法。(3)提出了一种基于结构化压缩感知的FDD大规模MIMO系统改进的稀疏信道估计算法。针对频分双工(Frequency Division Duplex,FDD)大规模MIMO系统下行链路模型难以确定信道稀疏度和重构算法阈值参数的问题,本文提出了一种基于结构化压缩感知的时频分块稀疏信道估计方法,即广义分块自适应匹配追踪(Generalized Block Adaptive Matching Pursuit,g BAMP)算法。首先,该算法利用大规模MIMO系统的时频联合分块稀疏性,实现对索引集的优化选取,从而提高算法的稳定性。然后,该算法在没有阈值参数的情况下,利用残差的F范数确定算法自适应迭代的停止条件,证明了该算法的有效性。仿真结果表明,本文提出的g BAMP算法能够快速、准确地估计出FDD大规模MIMO系统信道的状态信息,且性能优于同类算法。(4)提出了一种基于深度学习的压缩感知FDD大规模MIMO系统稀疏信道估计算法。在FDD大规模MIMO系统中,随着无线信道矩阵规模的增大,该迭代优化的密集计算和不能保证解全局最优的缺点已成为压缩感知在信道估计应用中的瓶颈。为了解决这个问题,本文提出了一种新型的基于深度学习的压缩感知稀疏信道估计方法,即卷积重构网络(Convolutional Compressive Sensing Network,Con CSNet)。在不需要信道稀疏度的情况下,本文通过Con CSNet算法求解由接收信号得到信道状态信息的逆变换过程,从而解决压缩感知框架下的欠定最优化问题,实现对原始稀疏信道的重构。实验结果表明,与基于传统贪婪算法的压缩感知信道估计方法相比,本文提出的Con CSNet算法的精度更高,且运算速度更快。
张晓玲[8](2021)在《基于多载波调制的光接入网物理层关键技术研究》文中指出随着高速互联网、高清电视和实时娱乐等快速的增长,用户数据流量正呈指数级增长,因此对带宽与时延等要求越来越高。为了应对5G环境下增强移动宽带(e MBB)服务、大规模机对机通信(MTMC)服务及超可靠低延迟实时服务(URLLC)等挑战,未来光网络传输系统需要提供高弹性的带宽,使网络能高效获取资源和提供自适应连接,以满足快速数据传输模式和特征多样性的网络演进。基于多载波调制的光接入网系统具有较高灵活性、可重构性及适应性等优势,被认为是下一代光接入网系统优选技术方案。为使4G平滑过渡到5G,除了5G备选的滤波器组多载波(FBMC)信号调制技术外,4G中广泛被应用的多载波正交频分复用(OFDM),以及数字滤波器嵌入复用/解复用技术,仍然是下一代光接入网关键的多载波技术。因此,本论文以多载波光接入网的物理层关键技术作为研究对象,针对不同接入场景,对基于多载波调制的光接入系统架构进行设计,对其如何提高系统传输速率、系统功率预算、收发器灵活性及不同业务连接等问题进行深入研究。本论主要研究工作、贡献及创新点如下:1)本论文为提高系统传输速率,针对MZM调制特性,分别生成归零(RZ)和载波抑制的归零(CSRZ)光脉冲序列,创新性地提出了基于光时间和偏振交织(OTPI)的低成本高速率光传输系统。实验结果表明:采用3 d B带宽为25 GHz的MZM,可实现单波224 Gbit/s的线路传输速率,有效降低了系统对带宽的需求,从而降低了系统成本。其次,研究了高功率预算和高速率光接入系统,对EML的啁啾,光纤色度色散与自相位调制在强度调制直接检测(IM-DD)光接入网系统中的影响进行了理论分析,并根据其联合响应特性,通过优化EML的偏置电压,使其啁啾与光纤的色散和自相位调制的联合响应达到平衡状态。设计了一个具有高度灵活性,且对调制格式透明的数字滤波器嵌入复用/解复用的IM-DD多载波光接入网系统,利用非线性补偿算法和10G EML调制器,实现了传输速率为25 Gbit/s、功率预算高达26 d B的多载波光接入系统。2)针对光双边带系统色散鲁棒性问题,研究了具有高色散鲁棒性的光单边带光接入网系统。针对基于强度调制和光滤波、双臂马赫-曾德尔调制器(DDMZM)和双平行双臂马赫-曾德尔调制器(DPMZM)三种光单边带调制方法,对其优缺点进行了对比分析,提出了基于OFDMA的载波压制光单边带(CS-OSSB)光接入网系统方案,并讨论分析了激光器线宽,载波信号功率比(CSPR)对系统性能的影响。研究结果表明:与传统的OSSB技术相比,所提出方案的接收机灵敏度可提高4 d B。另外,首次提出了载波重利用瑞利后向散射(RB)减轻的双向OSSB低成本直接探测光接入系统,在OLT端采用数字正交滤波器嵌入复用和解复用技术生成OSSB信号,使系统具有较好色散鲁棒性,由于数字正交滤波器的灵活特性满足ONU多用户灵活接入,并通过仿真和实验,有效实现ONU端无色及RB影响的减轻。3)针对多载波调制系统高峰均功率比(PAPR)问题,提出了截断DFT扩展降低PAPR的OSSB光接入系统,采用高效频谱效率的FBMC与OSSB调制相结合技术,该系统具有多载波系统灵活的带宽分配,同时具有较高色散鲁棒性。其PAPR性能不仅优于DFT扩展FBMC,甚至优于单载波频分多址(SC-FDMA)技术,因此对电放大器,调制器等线性度要求降低,同时也降低了数字-模拟转换器(DAC)/模拟-数字转换器(ADC)对量化精度的要求。分析了不同截断因子对传输性能和PAPR的影响,验证了传输速率50 Gbit/s,传输距离为50 km的截断DFT扩展的FBMC-OSSB光接入系统。所提出的创新方案对未来50G低成本多载波光接入网的演进具有一定的研究价值。4)为了在下一代光接入网系统中提供动态和灵活的多业务连接,创新性地提出了基于数字滤波器多路接入(DFMA)灵活全光虚拟专用网(VPN)的IM-DD低成本的光接入网系统,可同时支持上行通信和ONU之间的全光VPN通信。利用DFMA对调制格式透明和滤波器灵活分配的特点,所提出的光接入系统具有高度灵活的特性。由于滤波器灵活特性能支持动态回收和再分配VPN通信,通过采用不同的调制格式,成功实现了并发DS,US和VPN的DFMA经25 km光纤链路传输,验证了所提出的灵活并发低成本DMFA的全光VPN通信在多载波光接入网系统中的可行性。
李尤[9](2021)在《基于空间调制的新型MIMO传输技术研究》文中进行了进一步梳理空间调制(Spatial Modulation,SM)是一种新型的多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)无线通信技术,其利用传统数字调制符号和天线的索引共同传输信息,从而可以降低射频开销,简化硬件实现结构,具有较低的功耗、信号处理复杂度和较高的系统链路配置灵活性。因此,空间调制技术有望为未来的移动通信系统提供高效、可靠的解决方案而得到广泛的研究与应用。本文以基于空间调制的多天线系统设计为目标,探索了空间调制的误码率性能分析,自适应算法设计,发射符号向量优化等重点问题。本文的研究内容和创新点主要包含以下几个方面:针对传统发射端空间调制系统的射频切换频率过高的问题,本文研究了基于射频偏置的空间调制系统,该系统通过设计信息比特和天线索引间的新型映射方案从而降低射频切换频率。然后以降低系统误码率为设计目标,提出发射天线数为2时的最优功率分配方案;当发射天线数大于2时,以多天线分别求解为基础,逐次优化欧氏距离最小的天线分组,提出基于主要错误向量的低复杂度功率分配方案;本文进一步通过将非凸的多天线功率联合优化问题近似为串行的凸优化问题,提出基于迭代凸近似的功率分配方案。仿真结果表明,上述三种功率分配优化的射频偏置空间调制系统相比传统的系统均有较好的误码率性能增益。本文进一步分析推导了射频偏置空间调制系统在有信道估计误差时的理论误码率性能,仿真结果验证了理论分析的合理性,表明了射频偏置空间调制系统在有信道估计误差时仍能维持相对传统空间调制系统的性能增益。本文还分析推导了在相关信道条件下射频偏置空间调制系统的理论误码率性能,仿真结果证明了理论误码率分析的合理性,表明在相关系数小于0.5时系统性能损失在0.2d B以内,系统性能对于相关系数的变化不敏感。本文对比了基于最小均方误差(Mimimum Mean Squared Error,MMSE)和基于迫零(Zero Forcing,ZF)预编码的接收端空间调制(Receive Spatial Modulation,RSM)系统,推导了MMSE-RSM系统的理论平均误码率,理论分析和数字仿真表明采用MMSE预编码后,RSM系统具有更好的误码率性能。本文针对传统ZF-RSM系统接收天线数量必须为2的幂次的问题,提出基于不定激活的ZF-RSM系统,并对该系统的误码率性能进行了理论分析。仿真结果证明了理论分析的合理性,表明了不定激活ZF-RSM系统的误码率性能优于传统ZF-RSM系统,同时允许接收端配置任意数量的天线。本文针对传统ZF-RSM系统,基于ZF-RSM系统的理论误码率分析,以降低系统误码率为目标,首先提出了一种基于凸优化的最优功率分配方案;然后为了进一步降低复杂度,通过优化接收天线索引误判导致的误码率,提出了次优的低复杂度功率分配方案。数字仿真表明采用所提功率分配方案后能提升系统性能,随着接收天线数增加,次优方案将贴近最优方案的性能。本文分析了有信道估计误差时ZF-RSM系统的理论误码率性能,并以降低系统误码率为目标,提出导频和数据间的最优功率分配方案。仿真结果表明,所提功率分配方案可进一步降低系统误码率。本文深入研究了跨介质中继通信的系统模型,分析了该系统的理论中断概率,并以降低系统中断概率为目标提出了中继功率分配方案,数字仿真表明采用所提功率分配方案后,系统性能获得进一步提升。本文进一步提出了跨介质的空间调制中继传输方案,为了量化分析系统的数据传输能力,推导了该传输方案的理论互信息量,并以最大化互信息量为目标,设计了中继功率分配方案,数字仿真表明,采用所提功率分配方案后可提升系统性能。
王慧[10](2021)在《基于5G NR的多天线关键技术研究》文中提出近年来,随着移动互联网的快速发展,移动设备的数量和移动数据流量呈爆炸性增长。以第五代(the 5th Generation,5G)移动通信为背景,本文基于5G物理层数据传输协议研究了多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)、预编码、自适应调制编码(Adaptive Modulation and Coding,AMC)、混合自动请求重传(Hybrid Automatic Repeat Request,HARQ)和MIMO检测技术。基于5G新空口(New Radio,NR)协议对物理上行共享信道(Physical Uplink Shared Channel,PUSCH)和物理下行共享信道(Physical Downlink Shared Channel,PDSCH)的不同要求,搭建了完整的数据传输链路,并加载了AMC和HARQ模块,利用AMC技术,根据信道条件变化调整系统的调制编码方式,实现系统吞吐量最大化。并在此基础上引入HARQ技术,提高了自适应精度,进一步提高吞吐量性能。同时通过5G NR链路仿真平台对单用户MIMO(Single-User MIMO,SU-MIMO)的关键技术进行验证。本文在搭建的5G NR平台上对SU-MIMO模式下的几种预编码算法进行了仿真,包括基于码本的预编码算法、奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)预编码算法、几何平均分解(Geometric mean decomposition,GMD)预编码算法和特征波束赋形(Eigen Beamforming,EBB)预编码算法。同时对AMC技术的几种预编码矩阵指示(Precoding Matrix Indication,PMI)和秩指示(Rank Indicator,RI)的选择准则进行了仿真比较。研究了在终端能接近最大似然(Maximum Likelihood,ML)检测性能的基于M算法和树搜索的ML检测(QR Decomposition Associated with the M-algorithm to MLD,QRM-MLD),在此基础上提出了一种基于M自适应和动态树搜索的改进检测算法以平衡其性能与复杂度。针对SU-MIMO下的信道质量信息(Channel Quality Information,CQI)上报不准确带来的性能损失问题,本论文还研究了基于指数有效信噪比映射方法(Exponential Effective SIR Mapping,EESM)对CQI进行有效映射的方法以改善CQI不准确带来的吞吐量损失。最后,本论文重点研究了在基站端和移动台端对CQI进行修正的相关算法,提出了一种对CQI进行修正以提升系统吞吐量的方法。
二、上行信道调制技术的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、上行信道调制技术的研究(论文提纲范文)
(1)高速移动场景中基于MIMO-OFDM的信道估计和预编码方法研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
缩略语 |
常用数学符号 |
1 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状和不足 |
1.2.1 高速移动场景对无线通信的需求和挑战 |
1.2.2 高速移动场景下信道预测的研究现状和不足 |
1.2.3 高速移动场景下信道估计的研究现状和不足 |
1.2.4 高速移动场景下预编码技术的研究现状和不足 |
1.3 主要创新工作与章节安排 |
2 一种基于波束域分解的信道预测方法 |
2.1 引言 |
2.2 系统模型 |
2.3 现有信道预测方法 |
2.4 改进的基于波束域的信道预测方法 |
2.4.1 基于波束域分解的信道预测方法理论推导 |
2.4.2 性能分析 |
2.4.3 反馈负载分析 |
2.5 仿真结果与分析 |
2.5.1 链路仿真参数 |
2.5.2 仿真结果 |
2.6 本章小结 |
3 一种基于频率偏移BEM信道估计方法 |
3.1 引言 |
3.2 系统模型 |
3.3 现有时变信道估计方法 |
3.4 改进的基于频率偏移基扩展模型的信道估计方法 |
3.4.1 频率偏移基扩展模型理论推导 |
3.4.2 简化的FS-BEM信道估计方法 |
3.4.3 性能分析 |
3.4.4 实现复杂度分析 |
3.5 仿真结果与分析 |
3.5.1 链路仿真条件 |
3.5.2 仿真结果 |
3.6 本章小结 |
4 一种发射预编码与接收频域均衡方法 |
4.1 引言 |
4.2 系统模型 |
4.3 现有子载波间干扰抑制方法 |
4.4 新的发射预编码和接收均衡的联合设计方法 |
4.4.1 发射预编码和接收均衡方法的理论推导 |
4.4.2 性能分析 |
4.4.3 实现复杂度分析 |
4.5 仿真结果与分析 |
4.5.1 链路仿真条件 |
4.5.2 仿真结果 |
4.6 本章小结 |
5 一种低反馈开销码本设计方法 |
5.1 引言 |
5.2 系统模型 |
5.3 现有码本设计方法 |
5.4 新的高性能、低反馈量的码本设计方法 |
5.4.1 预编码码本设计理论推导 |
5.4.2 性能分析 |
5.4.3 反馈负载分析 |
5.5 仿真结果与分析 |
5.5.1 系统仿真条件 |
5.5.2 仿真结果 |
5.6 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 论文工作总结 |
6.2 研究工作展望 |
参考文献 |
附录A |
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(2)卫星激光通信传输性优化能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 星地激光通信试验 |
1.2.2 星地激光通信传输优化技术 |
1.3 论文的研究内容 |
1.4 本论文组织结构 |
第二章 星地激光通信系统及传输特性研究 |
2.1 星地激光通信系统 |
2.2 星地激光通信信道特性研究 |
2.2.1 大气吸收和散射 |
2.2.2 大气湍流 |
2.2.3 信道建模 |
2.3 本章小结 |
第三章 基于神经网络的星地激光通信信道估计研究 |
3.1 信道估计技术 |
3.2 基于LSTM的星地下行激光通信信道估计方法 |
3.2.1 基于循环神经网络的星地激光通信下行信道估计模型 |
3.2.2 信道估计模块中的LSTM网络结构 |
3.2.3 LSTM网络信道估计模型的训练 |
3.3 仿真与性能分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于神经网络的调制格式识别方案 |
4.1 调制格式识别技术 |
4.1.1 基于星座图几何特征的分类方法 |
4.1.2 基于高阶累积量的识别方法 |
4.1.3 基于机器学习的调制格式识别 |
4.2 基于CLDNN网络结合高阶累计量特征的调制识别方法 |
4.2.1 星地激光通信调制识别模块中的CLDNN网络结构 |
4.2.2 CLDNN网络调制格式识别模型训练流程 |
4.3 仿真结果分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 星地激光通信自适应传输方案研究 |
5.1 自适应编码调制技术 |
5.2 星地激光通信的编码调制技术 |
5.2.1 星地激光通信的调制技术 |
5.2.2 星地激光通信的编码技术 |
5.3 基于自适应MAR的星地下行链路联合ACM方案 |
5.3.1 接收端的自适应MAR模块 |
5.3.2 自适应传输AMC决策模块 |
5.4 性能仿真和分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的研究成果目录 |
(3)基于高铁大规模MIMO系统的信道状态信息获取技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 论文主要研究内容 |
1.4 论文结构安排 |
第二章 高机动性挑战及关键理论技术 |
2.1 高机动性场景挑战概述 |
2.2 大规模MIMO信道估计算法 |
2.2.1 传统信道估计算法 |
2.2.2 基于压缩感知算法 |
2.3 OTFS调制 |
2.3.1 OTFS简介 |
2.3.2 OTFS调制解调方式 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于空间知识的联合上下行信道估计 |
3.1 引言 |
3.2 系统模型 |
3.2.1 信道模型 |
3.2.2 接收信号模型 |
3.2.3 空间互异性与导频设计 |
3.3 稀疏贝叶斯问题建模 |
3.3.1 动机 |
3.3.2 联合上下行接收信号模型 |
3.3.3 参数先验与问题建模 |
3.4 基于MM算法的迭代优化方案 |
3.4.1 MM算法简介 |
3.4.2 凸替代函数迭代规则 |
3.4.3 角度替代函数优化算法 |
3.5 仿真验证 |
3.5.1 收敛性能 |
3.5.2 联合估计性能 |
3.5.3 与其他算法性能比较 |
3.6 本章小结 |
第四章 基于OTFS调制的联合信道估计与信号检测 |
4.1 引言 |
4.2 系统模型 |
4.2.1 时域信道模型 |
4.2.2 OTFS输入输出分析 |
4.2.3 DD域信道稀疏性分析 |
4.3 初始信道估计 |
4.3.1 优化问题建模 |
4.3.2 OTFS导频设计 |
4.3.3 初始信道估计算法 |
4.4 联合信道估计与信号检测方案 |
4.4.1 基于MP的信道检测算法 |
4.4.2 优化信道估计方案 |
4.5 仿真验证 |
4.5.1 收敛性能 |
4.5.2 联合估计与检测性能 |
4.5.3 不同环境下的性能比较 |
4.6 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 工作总结 |
5.2 未解决的问题及研究方向 |
附录 |
附录1 |
附录2 |
附录3 |
附录4 |
附录5 |
附录6 |
缩略语 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
(4)下一代无源光网络物理层损伤抑制及分层调制技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 NG-PON的研究背景和意义 |
1.2 NG-PON物理层损伤抑制及分层调制技术研究现状 |
1.2.1 NG-PON系统物理层损伤抑制技术研究现状 |
1.2.2 NG-PON系统分层调制技术研究现状 |
1.3 NG-PON中物理层损伤抑制及分层调制研究关键问题 |
1.3.1 NG-PON物理层损伤抑制算法复杂度问题 |
1.3.2 如何在NG-PON“一主多从”结构下降低ONU设备成本 |
1.3.3 如何利用NG-PON业务特性和SNR差异提升承载效率 |
1.3.4 如何利用NG-PON中部分支路存在的功率富裕 |
1.4 文章的主要研究内容、创新点和章节安排 |
参考文献 |
第二章 基于稀疏Volterra均衡器的非线性损伤均衡机制 |
2.1 EAM和光纤SPM负啁啾效应分析 |
2.2 基于稀疏Volterra的非线性损伤均衡方案 |
2.2.1 Volterra均衡器均衡线性和非线性损伤原理 |
2.2.2 基于稀疏Volterra的非线性损伤均衡方法 |
2.3 系统性能评估 |
2.3.1 仿真验证 |
2.3.2 离线实验验证 |
2.4 本章小结 |
参考文献 |
第三章 基于Volterra预均衡器的非线性损伤补偿方案 |
3.1 基于p阶逆Volterra理论预均衡器分析 |
3.2 基于Volterra理论的OFDM-PON广义信道模型 |
3.3 基于Volterra预均衡的OFDM-PON非线性损伤补偿方案 |
3.4 仿真验证和性能分析 |
3.4.1 仿真参数设置 |
3.4.2 仿真结果分析 |
3.5 本章小结 |
参考文献 |
第四章 基于分层调制的业务承载效率提升方案 |
4.1 业务承载效率提升系统方案设计 |
4.1.1 系统模型描述 |
4.1.2 基于业务区分的分层调制机制 |
4.1.3 联合网络编码与分层调制的对等业务传输模式 |
4.2 业务承载效率提升理论分析 |
4.3 仿真验证和性能分析 |
4.3.1 仿真参数设置 |
4.3.2 方案仿真结果图 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 基于分层调制的系统功率预算优化 |
5.1 分层调制系统模型描述 |
5.2 系统功率预算优化方法设计 |
5.2.1 基于SNR区分的分层调制技术 |
5.2.2 基于分层调制的PAM-4功率资源重构 |
5.2.3 物理层损伤抑制算法 |
5.3 仿真验证 |
5.3.1 仿真参数 |
5.3.2 仿真结果和分析 |
5.4 本章小结 |
参考文献 |
第六章 论文总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 未来工作展望 |
缩略词索引 |
致谢 |
攻读博士期间发表论文 |
(5)面向下一代移动通信系统的新型MIMO关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 综述 |
1.1 论文研究背景 |
1.1.1 非线性预编码技术研究背景 |
1.1.2 物理层安全技术研究背景 |
1.1.3 无蜂窝大规模MIMO研究背景 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 非线性预编码技术研究现状 |
1.2.2 物理层安全技术研究现状 |
1.2.3 无蜂窝大规模MIMO技术研究现状 |
1.3 待解决问题 |
1.3.1 非线性预编码技术在实际传输中的问题 |
1.3.2 现有物理层安全技术在实际传输中的问题 |
1.3.3 无蜂窝大规模MIMO预编码、功率分配及能效优化 |
1.4 研究内容及创新点 |
1.4.1 有限前馈及反馈下的向量扰动预编码设计 |
1.4.2 实际安全准则下的安全传输方案设计 |
1.4.3 无蜂窝大规模MIMO网络中灵活预编码方案设计 |
1.5 论文章节安排 |
第二章 小规模MIMO增强型传输技术 |
2.1 引言 |
2.2 向量扰动预编码 |
2.2.1 系统模型 |
2.2.2 向量扰动预编码设计 |
2.2.3 非理想信道状态信息建模 |
2.2.4 非理想前馈信道 |
2.3 非理想传输向量扰动预编码设计 |
2.3.1 基于最小均方误差准则的向量扰动预编码设计 |
2.3.2 非理想传输下鲁棒的向量扰动预编码设计 |
2.4 仿真结果及分析 |
2.4.1 误比特率性能分析 |
2.4.2 计算复杂度分析 |
2.5 小结 |
第三章 基于向量扰动预编码的物理层安全传输方案研究 |
3.1 引言 |
3.2 MIMO窃听信道模型及人工噪声方案 |
3.2.1 基于格点理论的解调及判决 |
3.2.2 基于实际安全的物理层安全传输方案 |
3.3 基于向量扰动预编码的安全传输模型 |
3.4 理想场景下基于向量扰动预编码的安全传输方案 |
3.4.1 系统模型 |
3.4.2 复杂度分析 |
3.4.3 仿真结果 |
3.5 天线数或调制阶数有限场景下基于向量扰动预编码的安全传输方案 |
3.5.1 系统模型 |
3.5.2 仿真结果 |
3.6 带有固定偏移的基于向量扰动预编码的安全传输方案 |
3.6.1 系统模型 |
3.6.2 仿真结果 |
3.7 基于动态偏移的向量扰动预编码的安全传输方案 |
3.7.1 系统模型 |
3.7.2 仿真结果 |
3.7.3 考虑实际安全的MIMO窃听场景总结 |
3.8 小结 |
第四章 无蜂窝大规模MIMO传输方案设计 |
4.1 引言 |
4.2 无蜂窝大规模MIMO系统模型 |
4.2.1 无蜂窝大规模MIMO信道模型 |
4.2.2 无蜂窝大规模MIMO下行链路频谱效率分析 |
4.3 现有无蜂窝大规模MIMO预编码方案 |
4.3.1 无蜂窝大规模MIMO中的分布式预编码与集中式预编码 |
4.3.2 基于最大比传输的无蜂窝大规模MIMO预编码 |
4.3.3 集中式迫零预编码方案 |
4.3.4 全导频迫零预编码方案 |
4.3.5 部分导频迫零预编码方案 |
4.4 联合最大比传输和迫零的预编码方案 |
4.4.1 研究动机 |
4.4.2 新型预编码传输方案设计 |
4.4.3 接入点选择方案 |
4.4.4 功率分配方案设计 |
4.4.5 仿真结果及分析 |
4.5 基于负载均衡和功率分配的接入点休眠方案分析 |
4.5.1 系统模型 |
4.5.2 低复杂度次优算法研究 |
4.5.3 仿真结果及分析 |
4.6 小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 本论文已取得的研究成果 |
5.2 进一步研究方向 |
参考文献 |
附录1 缩略词列表 |
附录2 定理4.1的证明 |
致谢 |
攻读博士期间发表的学术论文和专利 |
(6)基于紧缩场的5G终端毫米波射频测试平台和测试例的设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 研究内容与成果 |
1.3 学位论文结构 |
第二章 5G终端射频测试技术与测试平台研究综述 |
2.1 引言 |
2.2 5G物理层标准化研究 |
2.2.1 NR帧结构 |
2.2.2 信道 |
2.2.3 调制方法和信道编码 |
2.2.4 5G参考信号 |
2.3 5G终端射频测试技术综述 |
2.3.1 终端射频原理 |
2.3.2 射频系统非线性特性 |
2.3.3 5G终端射频测试例概述 |
2.4 基于紧缩场的终端毫米波射频测试平台研究综述 |
2.4.1 毫米波特性 |
2.4.2 OTA测试原理 |
2.4.3 紧缩场测试原理与发展现状 |
2.4.4 基于紧缩场的终端毫米波射频测试 |
2.5 本章小结 |
第三章 5G终端毫米波射频测试平台设计与实现 |
3.1 引言 |
3.2 测试平台设计 |
3.2.1 实际测试环境分析 |
3.2.2 总体设计方案 |
3.3 硬件部分设计与实现 |
3.3.1 硬件总体设计 |
3.3.2 射频链路设计 |
3.3.3 硬件部分实现 |
3.4 软件部分设计与实现 |
3.4.1 软件总体架构设计 |
3.4.2 软件模块详细设计与实现 |
3.4.2.1 仪表驱动模块 |
3.4.2.2 测试例模块 |
3.4.2.3 软件操作界面模块 |
3.5 测试平台的功能验证 |
3.6 本章小结 |
第四章 5G终端毫米波射频测试例的设计与实现 |
4.1 引言 |
4.2 测试例的设计方法 |
4.2.1 测试例设计概述 |
4.2.2 测试目的与测试条件分析 |
4.2.3 测试流程分析 |
4.2.4 毫米波频段测试例分析 |
4.3 测试例的实现与验证 |
4.3.1 发射机最大输出功率 |
4.3.2 发射机关功率 |
4.3.3 接收机最大输入电平 |
4.3.4 测试例结果验证 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 论文工作总结 |
5.2 下一步研究方向 |
参考文献 |
缩略语表 |
致谢 |
(7)基于压缩感知的MIMO系统稀疏信道估计方法研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 研究现状和挑战 |
1.2.1 MIMO-OFDM系统稀疏信道估计研究现状 |
1.2.2 大规模MIMO系统稀疏信道估计研究现状 |
1.2.3 面临的挑战 |
1.3 论文研究主要内容 |
1.4 论文结构安排 |
第2章 MIMO无线通信系统及压缩感知技术 |
2.1 引言 |
2.2 MIMO-OFDM系统 |
2.2.1 MIMO技术 |
2.2.2 OFDM技术 |
2.3 大规模MIMO系统 |
2.3.1 多用户大规模MIMO系统 |
2.3.2 大规模MIMO系统上行链路 |
2.3.3 大规模MIMO系统下行链路 |
2.4 压缩感知 |
2.4.1 信号的稀疏表示 |
2.4.2 信号的观测矩阵设计 |
2.4.3 信号的重构 |
2.4.4 基于压缩感知稀疏信道估计方法的可行性分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于自适应匹配追踪的MIMO-OFDM系统信道估计算法 |
3.1 引言 |
3.2 慢时变频率选择性衰落信道的MIMO-OFDM系统模型 |
3.3 基于导频符号的传统信道估计方法 |
3.3.1 导频结构 |
3.3.2 LS信道估计方法 |
3.3.3 MMSE信道估计方法 |
3.4 基于导频符号的压缩感知信道估计方法 |
3.4.1 压缩感知稀疏信道估计模型 |
3.4.2 基于SAMP算法的MIMO-OFDM稀疏信道估计 |
3.4.3 基于NAMP算法的MIMO-OFDM稀疏信道估计 |
3.4.4 仿真结果与分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于稀疏度自适应匹配追踪的TDD大规模MIMO系统信道估计算法 |
4.1 引言 |
4.2 TDD大规模MIMO系统上行链路稀疏信道模型 |
4.3 导频污染与导频设计 |
4.3.1 TDD大规模MIMO信道估计基本原理 |
4.3.2 导频污染 |
4.3.3 导频设计 |
4.4 基于稀疏度自适应匹配追踪的信道估计算法 |
4.5 信道估计算法的性能分析 |
4.5.1 MSE性能分析 |
4.5.2 CRLB性能分析 |
4.6 仿真结果与分析 |
4.7 本章小结 |
第5章 基于广义分块自适应匹配追踪的FDD大规模MIMO系统稀疏信道估计算法 |
5.1 引言 |
5.2 FDD大规模MIMO系统下行链路稀疏信道模型 |
5.3 FDD大规模MIMO系统信道估计与导频设计 |
5.3.1 FDD大规模MIMO信道估计基本原理 |
5.3.2 FDD大规模MIMO系统下行链路导频设计 |
5.4 结构化压缩感知技术 |
5.4.1 多测量向量模型 |
5.4.2 结构化压缩感知 |
5.5 FDD大规模MIMO系统信道估计算法 |
5.5.1 基于结构化压缩感知的信道估计 |
5.5.2 广义分块自适应匹配追踪算法 |
5.6 仿真结果与分析 |
5.7 本章小结 |
第6章 基于深度学习的压缩感知FDD大规模MIMO系统稀疏信道估计算法 |
6.1 引言 |
6.2 FDD大规模MIMO系统下行链路稀疏信道模型 |
6.3 卷积神经网络 |
6.4 基于传统贪婪算法的压缩感知稀疏信道估计方法 |
6.5 基于深度学习的压缩感知稀疏信道估计方法 |
6.5.1 线性映射网络 |
6.5.2 卷积学习网络 |
6.5.3 Con CSNet网络训练参数配置 |
6.6 仿真与实验结果分析 |
6.6.1 评估标准 |
6.6.2 实验结果 |
6.7 本章小结 |
第7章 论文总结与展望 |
7.1 工作总结 |
7.2 研究展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
(8)基于多载波调制的光接入网物理层关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 光接入网的技术演进与挑战 |
1.2.1 光接入网的技术演进 |
1.2.2 光接入网的挑战与技术难题 |
1.3 多载波调制光接入网研究背景与意义 |
1.4 多载波调制光接入网国内外研究现状 |
1.4.1 高功率预算多载波光接入网系统 |
1.4.2 低成本光单边带多载波调制光接入网系统 |
1.4.3 高效频谱效率FBMC低峰均功率比光接入网系统 |
1.4.4 多业务全光VPN多载波光接入网系统 |
1.5 论文主要内容和结构安排 |
第二章 高功率预算的多载波光接入IM-DD系统研究 |
2.1 直接检测系统的传输特性分析 |
2.1.1 DML-DD传输特性分析 |
2.1.2 EML-DD传输特性分析 |
2.1.3 MZM-DD传输特性分析 |
2.2 OTPI高速IM-DD光传输系统 |
2.2.1 OTPI高速光传输系统基本原理 |
2.2.2 实验系统构架和参数设置 |
2.2.3 系统传输参数优化与性能 |
2.3 DOF嵌入的高功率预算多载波高速IM-DD光接入研究 |
2.3.1 DOF嵌入的多载波光接入IM-DD技术原理 |
2.3.2 DOF嵌入的高功率预算多载波高速光接入的实现 |
2.3.3 DOF嵌入的高功率预算多载波高速光接入系统构架 |
2.3.4 DOF嵌入的高功率预算多载波高速光接入网性能分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于损伤抑制的低成本光单边带多载波光接入研究 |
3.1 光单边带技术 |
3.2 基于OFDMA的 CS-OSSB光接入网系统 |
3.2.1 OFDMA的 CS-OSSB光接入网系统原理 |
3.2.2 OFDMA的 CS-OSSB光接入网系统构架 |
3.2.3 OFDMA的 CS-OSSB光接入网系统参数配置 |
3.2.4 传输性能分析 |
3.3 ONU无色多载波双向OSSB光接入网系统 |
3.3.1 ONU无色双向OSSB光接入网系统的工作原理 |
3.3.2 ONU无色双向OSSB光接入网系统的仿真与结果 |
3.3.3 ONU双向OSSB光接入网系统的实验与结果 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于截断DFT扩展的FBMC光接入网系统研究 |
4.1 FBMC中原型滤波器的设计 |
4.1.1 EGF滤波器的设计 |
4.1.2 Mirabbasi-Martin滤波器的设计 |
4.1.3 Hermite滤波器的设计 |
4.2 FBMC的基本原理 |
4.3 多载波FBMC降低PAPR的实现方法 |
4.3.1 μ律压扩法降低PAPR的实现 |
4.3.2 限幅降低PAPR的实现 |
4.3.3 DFT扩展降低PAPR的实现 |
4.4 截断DFT扩展的FBMC-OSSB多载波光接入网系统 |
4.4.1 截断DFT扩展的FBMC低 PAPR原理 |
4.4.2 KK算法原理 |
4.4.3 系统构架和参数配置 |
4.4.4 传输性能研究 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于DFMA的灵活全光VPN的光接入网系统研究 |
5.1 光接入网系统中全光VPN通信实现技术 |
5.1.1 基于FP-LD的全光VPN光接入系统 |
5.1.2 基于MP-BPF的全光VPN光接入系统 |
5.1.3 基于COF的全光VPN光接入系统 |
5.2 基于DFMA多载波光接入系统的VPN通信 |
5.2.1 DFMA光接入网构架 |
5.2.2 DFMA全光VPN光接入原理 |
5.2.3 VPN通信灵活性分析 |
5.2.4 VPN扩展性分析 |
5.3 基于DFMA光接入网全光VPN通信研究 |
5.3.1 基于DFMA光接入网全光VPN配置 |
5.3.2 基于DFMA光接入网性能 |
5.4 本章小结 |
第六章 全文总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的成果 |
(9)基于空间调制的新型MIMO传输技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
缩略词表 |
主要数学符号表 |
第一章 绪论 |
1.1 空间调制技术的研究背景 |
1.2 空间调制技术的发展现状 |
1.2.1 空间调制概念的发展 |
1.2.2 空间调制主要研究问题的发展 |
1.3 本文主要研究内容及贡献 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 本文的主要贡献 |
1.4 本文的结构安排 |
第二章 发射端空间调制系统及其优化设计 |
2.1 引言 |
2.2 传统空间调制系统模型与性能分析 |
2.2.1 系统模型 |
2.2.2 BER性能分析 |
2.3 射频偏置空间调制传输原理 |
2.3.1 系统模型 |
2.3.2 仿真结果 |
2.4 射频偏置空间调制系统的功率优化设计 |
2.4.1 系统模型 |
2.4.2 发射天线数为2 时的最优功率分配方案 |
2.4.3 基于主要错误向量的功率分配方案 |
2.4.4 基于迭代凸近似的功率分配方案 |
2.4.5 仿真结果及分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 非理想信道状态信息下的发射端空间调制系统 |
3.1 引言 |
3.2 OSM系统在信道估计有误差时的BER性能分析 |
3.2.1 信道估计误差模型 |
3.2.2 计算理论PEP的广义分析框架 |
3.2.3 静态OSM系统中平均PEP的推导 |
3.2.4 动态OSM系统中平均PEP的推导 |
3.2.5 数字仿真结果 |
3.3 OSM系统在相关信道下的BER性能分析 |
3.3.1 相关信道模型 |
3.3.2 相关信道下静态OSM系统BER上界的推导 |
3.3.3 数字仿真结果 |
3.4 本章小结 |
第四章 接收端空间调制系统及其优化设计 |
4.1 引言 |
4.2 传统接收端空间调制系统 |
4.3 基于MMSE预编码的接收端空间调制系统 |
4.3.1 系统模型 |
4.3.2 基于MMSE预编码的等效接收模型推导 |
4.3.3 误比特率上界分析 |
4.3.4 数字仿真结果 |
4.4 不定激活的接收端空间调制系统 |
4.4.1 不定激活映射方式 |
4.4.2 系统BER性能分析 |
4.4.3 数字仿真结果 |
4.5 本章小结 |
第五章 自适应功率分配的接收端空间调制系统 |
5.1 引言 |
5.2 完美信道状态信息下的功率分配辅助接收端空间调制系统 |
5.2.1 系统模型 |
5.2.2 功率分配方案设计 |
5.2.3 数字仿真结果 |
5.3 非完美信道状态信息下的功率分配辅助接收端空间调制系统 |
5.3.1 系统模型 |
5.3.2 信道估计 |
5.3.3 系统性能分析 |
5.3.4 功率分配方案设计 |
5.3.5 数字仿真结果 |
5.4 本章小结 |
第六章 基于空间调制的跨介质中继通信 |
6.1 引言 |
6.2 解码转发中继的跨介质通信 |
6.2.1 系统模型 |
6.2.2 系统性能分析广义框架 |
6.2.3 两种跨介质通信系统性能分析及功率分配方案设计 |
6.2.4 数字仿真结果 |
6.3 基于空间调制的跨介质通信 |
6.3.1 空间调制的互信息性能分析 |
6.3.2 空间调制跨介质通信系统的功率分配设计 |
6.3.3 数字仿真结果 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 本文主要工作及贡献 |
7.2 下一步工作建议及研究方向 |
致谢 |
参考文献 |
附录A |
附录B |
附录C |
附录D |
攻读博士学位期间取得的成果 |
(10)基于5G NR的多天线关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略语表 |
主要数学符号表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 多天线预编码技术 |
1.2.2 链路自适应技术 |
1.2.3 混合自动请求重传技术 |
1.3 本文结构安排与研究内容 |
第二章 5G物理层规范 |
2.1 引言 |
2.2 5G NR信道编码 |
2.2.1 CRC计算 |
2.2.2 码块分段 |
2.2.3 LDPC编码 |
2.2.4 速率匹配 |
2.3 5G NR多天线传输的基本过程 |
2.3.1 加扰 |
2.3.2 调制 |
2.3.3 层映射 |
2.3.4 预编码 |
2.3.5 资源映射 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于5G NR的链路级仿真平台实现 |
3.1 引言 |
3.2 5G NR平台物理层数据传输过程 |
3.2.1 5G NR平台发送端链路 |
3.2.2 5G NR平台接收端链路 |
3.3 混合重传 |
3.3.1 HARQ原理 |
3.3.2 HARQ在平台上的实现 |
3.3.3 仿真性能分析 |
3.4 链路自适应 |
3.4.1 预编码指示PMI、秩指示RI测量 |
3.4.2 信道质量信息CQI测量 |
3.5 本章小结 |
第四章 CQI修正算法的设计 |
4.1 引言 |
4.2 等效信噪比映射算法 |
4.2.1 EESM算法尺度因子修正 |
4.2.2 仿真性能分析 |
4.3 基于ACK/NACK的传统CQI修正算法 |
4.3.1 算法基本原理 |
4.4 基于ACK/NACK的改进CQI修正算法 |
4.4.1 算法基本原理 |
4.4.2 算法实例 |
4.4.3 仿真性能分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于5G NR仿真平台的MIMO预编码和检测技术实现 |
5.1 引言 |
5.2 MIMO预编码技术 |
5.2.1 信道探测 |
5.2.2 基于码本的传输 |
5.2.3 基于非码本的传输 |
5.2.4 仿真性能分析 |
5.3 MIMO检测算法 |
5.3.1 MMSE检测算法 |
5.3.2 最大似然检测 |
5.3.3 QRM检测 |
5.3.4 改进的QRM检测 |
5.3.5 仿真性能分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 全文总结 |
6.1 本文贡献 |
6.2 未来工作方向 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士期间取得的研究成果 |
四、上行信道调制技术的研究(论文参考文献)
- [1]高速移动场景中基于MIMO-OFDM的信道估计和预编码方法研究[D]. 张瑞齐. 北京交通大学, 2021(02)
- [2]卫星激光通信传输性优化能研究[D]. 马鹏杰. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]基于高铁大规模MIMO系统的信道状态信息获取技术研究[D]. 郑凯航. 北京邮电大学, 2021(01)
- [4]下一代无源光网络物理层损伤抑制及分层调制技术研究[D]. 冯楠. 北京邮电大学, 2021(01)
- [5]面向下一代移动通信系统的新型MIMO关键技术研究[D]. 杜刘通. 北京邮电大学, 2021(01)
- [6]基于紧缩场的5G终端毫米波射频测试平台和测试例的设计与实现[D]. 尚志铭. 北京邮电大学, 2021(01)
- [7]基于压缩感知的MIMO系统稀疏信道估计方法研究[D]. 黄源. 合肥工业大学, 2021
- [8]基于多载波调制的光接入网物理层关键技术研究[D]. 张晓玲. 电子科技大学, 2021
- [9]基于空间调制的新型MIMO传输技术研究[D]. 李尤. 电子科技大学, 2021(01)
- [10]基于5G NR的多天线关键技术研究[D]. 王慧. 电子科技大学, 2021(01)