高移动场景下的OFDM指数调制技术研究

摘要

正交频分复用（OFDM）指数调制（IM）是一种典型的多载波调制技术。相比于传统的 OFDM，在快时变信道下，OFDM-IM对子载波间干扰（ICI）具有更强的鲁棒性。另外，OFDM-IM能够在不增加调制阶数的前提下获得更高的频谱效率。
　　本文首先学习了 OFDM-IM的信号模型和高移动快时变信道下的几种传统的检测算法，包括基于块消除（BC）、基于信号功率（SP）和基于最小均方误差（MMSE）对数似然比（LLR）的算法。在高速移动环境下，ICI的存在会导致BC算法和SP算法出现错误传播问题，针对这一问题，提出了基于消息传递（MP）的检测算法。接着，在MP的迭代过程中引入激活模式的约束，提出了基于模式感知的MP（PA-MP）算法。计算机仿真表明，虽然PA-MP算法检测复杂度要稍高于BC和SP算法，但是其可以有效克服错误传播问题。另外，PA-MP算法的检测复杂度比MMSE-LLR的低，误码率（BER）性能也比MMSE-LLR的好。为了降低PA-MP算法的复杂度，还提出了一种准带状的 PA-MP算法，通过选择带状宽度的大小，OFDM-IM可以实现在检测复杂度和BER之间的折中。
　　其次，针对并行 MIMO-OFDM-IM和广义空频指数调制（GSFIM）方案不能得到发送分集的缺点，学习了空频移位键控（SFSK）和广义SFSK（GSFSK）。提出了一种基于稀疏列向量循环移位的弥散矩阵构造方法，使得发送信号在天线和子载波维度上同时具有稀疏性，因此可以更好地减弱天线间干扰和ICI。接着，理论分析了SFSK和 GSFSK系统的渐进分集度。最后，针对最大似然（ML）检测算法的高复杂度问题，提出了基于MMSE的相关检测算法和LLR检测算法。

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第一章 绪论

1.1 OFDM指数调制技术的概念和研究进展

1.2多天线OFDM指数调制技术的研究意义和进展

1.3论文研究内容及安排

第二章 OFDM-IM在快时变衰落信道上的应用

2.1 OFDM-IM系统

2.2基于MMSE-LLR的检测算法

2.3基于BC的检测算法

2.4基于SP的检测算法

2.5基于MP的检测算法

2.6基于PA-MP的检测算法

2.7检测算法的复杂度分析

2.8性能仿真和结果分析

2.9本章小结

第三章 快时变MIMO信道的SFSK和GSFSK设计

3.1并行MIMO-OFDM-IM与GSFIM

3.2 SFSK和GSFSK系统模型

3.3 SFSK和GSFSK渐进分集度的理论分析

3.4 SFSK和GSFSK的检测算法

3.5性能仿真及结果分析

3.6本章小结

第四章 总结与展望

参考文献

致谢

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