短距離無線通信高效調(diào)制與解調(diào)技術(shù)研究.pdf

1、第五代移動通信系統(tǒng)(5G)是面向2020年以后的新一代移動通信系統(tǒng)，旨在滿足未來無線通信更為多樣化的業(yè)務(wù)與場景需求，保證良好的覆蓋和提供高速數(shù)據(jù)傳輸，為社會各個領(lǐng)域提供高性能、高效率的數(shù)據(jù)通信服務(wù)。然而在頻譜資源日益緊缺的今天，要應(yīng)對爆炸式增長的數(shù)據(jù)流量需求，5G也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。一方面，應(yīng)當(dāng)借助多種高效無線傳輸技術(shù)，充分利用現(xiàn)有頻率資源，提高頻譜效率。在傳統(tǒng)宏蜂窩的基礎(chǔ)上，合理部署大量低功率節(jié)點，形成多層次的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，能夠有效提高頻

2、譜資源的空間利用率，提高系統(tǒng)容量。然而隨著小蜂窩部署的不斷密集，其帶來的小區(qū)間干擾也更為復(fù)雜和嚴(yán)重，這對現(xiàn)有小區(qū)間干擾抑制技術(shù)、無線資源管理技術(shù)等提出了新的挑戰(zhàn)。另一方面，進一步挖掘新的頻率資源，如高頻段、毫米波以及可見光等，也成為了未來無線通信的熱點研究方向。近年來，基于LED技術(shù)的室內(nèi)可見光通信作為一項綠色環(huán)保的新興短距離無線通信方式，已經(jīng)成為國內(nèi)外科研機構(gòu)和各大廠商的一個研究熱點。本論文主要對可見光通信高效調(diào)制技術(shù)和異構(gòu)網(wǎng)小區(qū)間干

3、擾抑制技術(shù)兩個方面進行研究。
　　論文首先對可見光通信的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)做了總體性闡述。在此基礎(chǔ)上介紹了兩種常用的可見光OFDM系統(tǒng)，分析比較了DCO-OFDM和ACO-OFDM兩種可見光OFDM方案的基本原理和信號特征，并仿真了DCO-OFDM和ACO-OFDM這兩種方案的誤碼率性能。
　　然后，論文重點探討了室內(nèi)可見光通信中的高效調(diào)制技術(shù)。從射頻OFDM系統(tǒng)中的PAPR統(tǒng)計特性出發(fā)，并對射頻OFDM系統(tǒng)中的峰均比抑制技術(shù)進行了簡

4、要的說明。隨后，論文分別分析了可見光DCO-OFDM和ACO-OFDM系統(tǒng)的PAPR統(tǒng)計特性，并深入研究了可見光OFDM系統(tǒng)中的PAPR抑制技術(shù)，給出了限幅法，部分傳輸序列，選擇性映射等算法在可見光OFDM系統(tǒng)中的基本原理，仿真了其PAPR的CCDF曲線。
　　論文提出了一種基于凸優(yōu)化的音調(diào)注入算法，來降低DCO-OFDM系統(tǒng)的PAPR。算法采用星座圖擴展的方式，從多個星座點中選擇最佳頻域發(fā)射符號，并且利用半正定松弛的方法，將PA

5、PR抑制轉(zhuǎn)化為凸優(yōu)化問題求解，對PAPR的仿真表明該方法可以獲得明顯的PAPR抑制效果。論文還提出了一種優(yōu)化調(diào)幅的可見光通信高效發(fā)射技術(shù)，該算法在發(fā)射端線性范圍有限條件下，允許一定程度的限幅噪聲時，計算合理的調(diào)幅系數(shù)，來獲得良好的系統(tǒng)接收效果。仿真結(jié)果表明優(yōu)化調(diào)幅法在考慮系統(tǒng)非線性條件下，可以通過較小的計算量得到PAPR和誤碼率性能的改善。
　　最后，論文主要對LTE-Advanced中的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)以及異構(gòu)網(wǎng)中引入的不同低功率節(jié)點進

6、行了介紹，并且對3GPP中多種干擾抑制技術(shù)分別進行了說明。論文同時還指出了異構(gòu)網(wǎng)小蜂窩存在的定時同步問題，并提出了一種基于前綴的非同步異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)小區(qū)間干擾抑制方法。該方法在時域eICIC的基礎(chǔ)上，考慮小區(qū)間的定時同步誤差，將其中一個小區(qū)的一部分發(fā)射信號復(fù)制到下一幀的頭部，能夠?qū)崿F(xiàn)干擾抑制的作用。論文給出了采用本算法對用戶數(shù)據(jù)速率和系統(tǒng)中斷率的理論推導(dǎo)和仿真分析，結(jié)果表明該算法可以提高存在同步誤差的異構(gòu)網(wǎng)小區(qū)之間的用戶數(shù)據(jù)速率，改善系統(tǒng)中斷