新型自适应索引调制无线传输技术研究

摘要

索引调制技术作为一种新型的低复杂度的多天线技术，它采用天线索引/子载波索引作为数字调制手段。与其它多天线技术相比，空域索引调制技术的优势为系统具有较低的检测复杂度和射频成本，以及较高的频谱利用率。然而，空域索引调制系统的误比特率（BitError Ratio，BER）性能对信道的依赖性强，为了适应瞬时信道的变化，提高系统的鲁棒性，本文将自适应技术与空域索引调制方案结合，从复杂度优化和BER性能优化的角度，提出了基于新型空域调制技术的功率分配算法。同时，提出了适应于高频段通信的新型索引调制技术。 本文的主要研究内容概括如下： 第一章介绍了空域索引调制技术的背景技术和研究现状。 第二章描述了传统空间调制以及两种新型的空域索引调制的系统模型，包括接收端空间调制和增强型空间调制。然后介绍了空域索引调制的性能分析方法。 第三章对自适应技术与新型空域索引调制相结合的技术进行了研究。基于最小欧氏距离最大化准则，提出了平均整体功率限制条件下的功率分配辅助的接收端空间调制优化模型，并给出了该模型特定参数配置下的最优闭式解。为了得到该优化问题的普适解，提出了一种联合考虑了功率分配辅助的接收端空间调制系统的空间符号和传统调制符号的连续凸逼近的迭代解法。为了进一步降低计算复杂度，提出一种只考虑系统空间符号的增广拉格朗日乘子法，该算法是对复杂度和BER性能的一种折中。由于在实际的系统中，每根发射天线都配备自己的功率放大器，并且分别受到各自放大器的功率限制，本文还研究了每根天线功率限制条件下的功率分配辅助的接收端空间调制系统。与无功率分配的传统接收端空间调制相比，所提的两种不同功率限制条件下的功率分配辅助的接收端空间调制均有明显的BER性能增益。 第四章提出了适用于高频段通信的新型索引调制技术。在毫米波通信系统中，为了降低系统的射频链路成本，提出了一种模拟波束赋形辅助的接收端空间调制方案，该方案在几乎不损失BER性能的情况下，有效地降低了硬件成本和计算复杂度。在陆地移动卫星通信系统中，基于极化天线技术，提出了一种新型的多域联合索引调制技术—极化空间调制，能避免多卫星通信中的天线间极化干扰问题，保证系统的BER性能。 第五章对全文进行了总结，同时对未来的研究方向进行了展望。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究意义和发展现状

1.1.1 研究意义和背景

1.1.2 研究现状

1.2 本文的主要内容与贡献

1.3 论文结构及内容

第二章 空域索引调制技术

2.1 引言

2.2 空域索引调制

2.2.1 空间调制

2.2.2 接收端空间调制

2.2.3 增强型空间调制

2.3 空域索引调制的BER性能分析

2.3.1 基于并集界的性能分析

2.3.2 基于分段式界的性能分析

2.3.3 基于最近邻界的性能分析

2.4 本章小结

第三章 自适应索引调制技术研究

3.1 引言

3.2 基于功率分配的接收端空间调制技术

3.2.1 系统模型

3.2.2 基于平均整体功率限制的PA-RSM

3.2.3 基于每根天线功率限制的PA-RSM

3.3 本章小结

第四章 索引调制技术在高频段通信系统中的研究

4.1 引言

4.2 新型索引调制在毫米波通信中的应用

4.2.1 毫米波通信信道模型

4.2.2 模拟预编码辅助的接收端空间调制

4.3 新型索引调制技术在卫星通信系统中的应用

4.3.1 陆地卫星通信信道模型

4.3.2 LMS通信系统下的几种索引调制方案

4.4 本章小结

第五章 全文总结

5.1 本文贡献

5.2 未来的研究方向

致谢

参考文献

个人简历

攻读硕士学位期间取得的研究成果