可实现分集和复用的加扰互补码系统设计与研究

摘要

互补码（Complementary Codes，CCs）是针对伪随机序列不能完全的消除多径干扰和多址干扰而设计出的新一代具有理想自相关和互相关特性的二维扩频码。基于互补码的CDMA（Complementary Coded CDMA，CC-CDMA）系统的相关研究已经十分成熟并且论证了互补码的确能够为CDMA系统带来更优的性能提升。由于多输入多输出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）系统可以提高通信性能和系统容量，互补码开始与MIMO技术结合实现优势互补，甚至出现了相适应的三维互补码。
　　但是这些互补码都是基于扩频技术实现理想的相关特性，降低了频谱利用率。而加扰互补码分多址技术（Complementary-Coded Scrambling Multiple Access，CC-SMA）结合互补码技术、加扰技术、MIMO技术不仅可以完美的克服干扰还能降低系统对频宽的消耗。
　　本文首先设计了可实现分集/复用的CCSMA码，在给出了清晰的数学生成方法的基础上，分析出CCSMA码的结构特征，并证明其具有理想的相关特性和分天线特性。
　　其次，将CCSMA码应用到MIMO系统中，分别研究下行链路的CCSMA分集系统和CCSMA复用系统的收发机结构，并根据系统结构一步步详细地推导出判决前的信号形式。在此基础上，分别推导出各系统的误码率，结果表明分集系统的性能优于复用系统。结合两种系统可以得到完整的CCSMA系统，使用“分集/复用控制”模块，两种模式就可以随时切换。
　　随后，为了展示CCSMA系统频谱利用率高的优势，本文分别计算基于一维扩频序列的CDMA系统、CC-CDMA系统、MIMO-CC-CDMA和CCSMA系统的频谱利用率，对比显示CCSMA系统具有更高的频谱利用率。然后讨论几种进一步优化频谱利用率的方法。
　　最后，仿真CCSMA分集系统和复用系统误码率分别随多径数、用户数、系统支持的最大用户数、接收天线数增加的变化情况。最后对比几种系统的性能和吞吐量，发现信噪比较低时，分集模式的吞吐量高于复用模式，但是信噪比较高时，复用模式的吞吐量高于分集模式。

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第1章 绪论

1.1 课题来源及研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 本文研究内容及组织结构

第2章 CCSMA码的设计

2.1 CCSMA码的生成

2.2 CCSMA码的理想抗干扰特性

2.3 CCSMA-2M码的生成

2.4 CCSMA-2M码的理想抗干扰特性

2.5 CCSMA-2M码的简化形式

2.6 本章小结

第3章 CCSMA系统的设计与分析

3.1 CCSMA分集系统

3.2 CCSMA复用系统

3.3 采用CCSMA-3M码的CCSMA系统

3.4 本章小结

第4章 CCSMA系统的频谱利用率

4.1 对CCSMA系统的进一步认识

4.2 频谱利用的计算

4.3 进一步提高频谱利用率的方法

4.4 本章小结

第5章 CCSMA系统的仿真与分析

5.1 五种CCSMA系统的比较

5.2 CCSMA分集系统仿真

5.3 CCSMA复用系统仿真

5.4 CCSMA系统吞吐量仿真

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果

声明

致谢