无速率编码与矢量多载波调制在高移动无线通信中的应用

摘要

随着无线通信、网络技术的发展以及社会需求的不断提高，在高移动场景中提供可靠、高质量的无线通信服务巳经成为通信领域的研究热点。高移动无线宽带通信中的无线信道在时间以及频率维度对信号产生影响，因此高移动信道具有双选择性。高移动无线通信场景巳经深入我们生活中的方方面面，亟需研究实际可行的方案与系统，在实际场景中减轻高移动信道的影响，提高通信传输效率，并基于实践，为理论研究提供新的方向。
　　本研究主要内容包括：⑴提出了一种基于矢量多载波调制的低复杂度高移动双选择衰落信道估计方法。首先分析了矢量多载波调制在CE-BEM建模的双选择信道中的符号扩展的具体数学形式。基于符号扩展结构，设计了在发送端的矢量多载波调制数据符号块中插入导频的方式以及在接收端基于该导频估计双选择信道CE-BEM参数的方法。该方法相比传统基于OFDM的信道估计方法，在移动性越高的情况下，越能够降低导频开销，具有更低的计算复杂度。也提出了一种矢量多载波调制系统中对传统CE-BEM建模的改进方案，通过引入混淆，牺牲了信道估计的准确度，使得信道估计值在信道均衡阶段有更好的性能。⑵提出了高移动场景下无速率码矢量多载波通信系统设计方案。通过分析无速率码以及矢量多载波调制方案的特点，提出了将它们组成联合编码调制系统。设计了数据拆分成帧方案、传输机制、物理层帧的生成及接受处理流程以及多级流水线译码机制。为了验证系统设计的可行性，我们使用软件无线电平台SORA编程实现了上述系统，产出了系统原型。在实际验证中，系统能够快速跟踪信道的变化，并通过无速率码的桶积水特性适应不同移动性下的信道容量，在高效率译码机制的帮助下，在移动性不断变化的时能自适应地获得近似最优的整体吞吐率。⑶基于无速率码，设计了自适应多分辨率数据广播系统。基于不等差错保护的概念，我们设计了实际的多分辨率无速率码，使得发送端基本不需要了解接收端信息或者接受反馈，独立地发送一个数据流。在接收端，这样的无速率码保证了越重要的数据的信息量累计的越多，参与的译码迭代次数也越多。此后，又根据广播系统中的保证最低质量场景以及尽力传输场景，设计了相关广播系统的实现方案。通过统一考虑接收端的计算、通信能力，实现了广播场景中接收端数据量的自适应，使得所有接收端能够从一个单一的发送源中获取其计算、通信能力限制下的近似最高数据质量，并降低了发送端的开销。

目录

声明

致谢

第 1章 绪 论

1 .1 研究背景

1 .2 国内外研究现状

1 .3 研究主要内容及意义

1 .4 论文主要内容和结构安排

第 2 章基于矢量多载波调制的低复杂度双选择性衰落信道估计方法

2 .1 引言

2 .2 矢量多载波调制数据在双选择信道中的符号扩展分析

2 . 3 基于矢量多载波调制导频的低复杂度CE-BEM信道参数估计方法设计

2 . 4 适用于矢量多载波调制的改进的CE-BEM模型

2 .5 仿真结果与分析

2 .6 本章小结

第3 章高移动场景下无速率码矢量多载波通信系统设计与实现

3 .1 引言

3 .2 无速率码矢量多载波调制传输系统设计

3 .3 无速率码矢量多载波调制传输系统实现

3 .4 系统验证结果与分析

3 .5 本章小结

第4 章基于无速率码的自适应多分辨率数据广播系统设计

4 .1 引言

4 .2 基于分层数据的多分辨率无速率码设计

4 .3 基于无速率码的自适应多分辨率数据广播系统设计

4 .4 仿真结果与分析

4.5 本章小结

第5 章 总 结 与 展 望

5 .1 工作总结

5 .2 存在不足与研究展望

参考文献

个人简历、攻读硕士学位期间主要的研究成果