高阶调制单载波系统中的低复杂度均衡算法研究

摘要

移动通信的发展面临着更高传输速率需求与频谱资源日趋紧张的矛盾，如何能够在不增加带宽的情况下提高通信系统的信息传输速率一直是研究的热点。EDGE系统通过采用多时隙和高阶调制技术，能够在现有的蜂窝系统中有效地提高数据传输速率，从而提供更高的频谱效率。在现有的GSM资源条件下，EDGE能够显著改进目前在GSM网络上提供的服务，实现第三代移动通信网络的部分功能，更好满足了无线多媒体应用的带宽需求.在实际应用中，高阶调制的应用对接收端检测器的性能和计算复杂度也提出了新的挑战.因此，本论文就基于单载波的高阶调制下低复杂度均衡算法进行了研究。 本文首先讨论了单载波系统中的序列检测算法，对基于匹配滤波器的Ungerboeck算法和基于匹配白化滤波器的Forney算法下的各种减状态序列检测算法进行了性能仿真和计算复杂度比较。同时提出了带纠错的双向减状态序列检测(Bi-MRSSE)算法以及基于球形译码(SD)原理的SD-RSSE算法。通过性能仿真和算法复杂度分析发现，所提出的Bi-MRSSE算法的检测性能能够明显优于同条件下的RSSE算法的性能。SD-RSSE算法能够在保持原RSSE检测性能的同时，进一步的降低其计算复杂度。 然后，本文讨论了有色干扰下的单天线干扰抑制算法，重点研究了联合减状态序列检测(JRSSE)算法、基于白化滤波的减状态序列检测算法和基于噪声预测的减状态序列检测算法。在理论分析和仿真比较的基础上，提出了一种延迟的JRSSE检测算法，延迟JRSSE算法能够有效抵抗预滤波对JRSSE算法造成的性能损失，进一步提高系统检测性能。 最后，本文研究了单载波频域均衡(SC-FDE)技术。重点研究了基于时域噪声预测的频域均衡(FDE-NP)算法，以及MMO信道环境下的FDE-NP算法。在理论推导和算法仿真的基础上，提出FDE-NP选择反馈算法和FDE-NP自适应选择反馈算法，并与传统FDE-NP算法进行了比较。同时，探讨了SC-FDE技术在EDGE系统中应用，并与序列检测算法进行了性能和复杂度比较。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：英文缩略词、图表目录

声明

第1章绪论

1.1移动通信系统的演进

1.2 EDGE技术

1.3论文主要研究内容

第2章无线信道和系统模型

2.1引言

2.2无线信道特性

2.3无线信道的统计模型

2.3.1多径衰落信道模型

2.3.2无线信道统计特性

2.4无线信道的离散模型

2.5本章小结

第3章GSM和EDGE技术

3.1引言

3.2 GSM和EDGE调制技术

3.2.1 MSK调制

3.2.2 GMSK调制

3.2.3线性GMSK调制

3.2.4 8-PSK调制

3.2.5 16-QAM和32-QAM调制

3.3 GSM和EDGE帧结构

3.4本章小结

第4章减状态序列检测算法

4.1引言

4.2 ISI下的最佳检测算法

4.2.1最大似然检测

4.2.2维特比算法

4.3 Ungerboeck序列检测算法

4.3.1接收机模型

4.3.2 Ungerboeck全状态算法

4.3.3UDFSE算法

4.4 Forney序列检测算法及预滤波器设计

4.4.1预滤波器设计

4.4.2 Forney全状态算法

4.4.3 DFSE和RSSE检测算法

4.4.4 DDFSE检测算法

4.4.5带纠错的双向RSSE算法

4.5球形译码检测算法

4.5.1离散最小二乘估计

4.5.2球形译码算法原理

4.5.3 SD-Viterbi算法

4.5.4搜索半径的选择

4.5.5 SD-RSSE算法

4.6仿真结果

4.7算法复杂度分析

4.8本章小结

第5章同邻频干扰下的检测算法

5.1引言

5.2同邻频干扰下的信道模型

5.3同频干扰下的检测算法

5.3.1联合滤波

5.3.2联合序列检测算法

5.3.3 JRSSE检测算法

5.3.4延迟JRSSE检测算法

5.4邻频干扰下的检测算法

5.4.1噪声预测序列检测算法

5.4.2白化滤波序列检测算法

5.5仿真结果及复杂度分析

5.6算法复杂度分析

5.7本章小结

第6章SC-FDE检测算法

6.1.引言

6.2 SC-FDE系统模型

6.3 FDE-NP检测算法

6.3.1偏置算法

6.3.2非偏置算法

6.4 MIMO信道环境下的FDE-NP检测算法

6.4.1基本算法原理

6.4.2选择反馈检测算法

6.4.3自适应选择反馈检测

6.5 FDE-NP在EDGE中的应用

6.6仿真结果及复杂度分析

6.7算法复杂度分析

6.8本章小结

第7章总结

7.1本文工作总结

7.2可以进一步研究的问题

致谢

参考文献