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可见光并行高速通信交织分多址技术研究

光学学报 2014年第4期34卷 68-76页

作者：王超朱义君杨育红信息工程大学信息系统工程学院河南郑州450002

商用发光二极管(LED)调制带宽受限制约着可见光通信的传输速率,而灯具内通常有多个LED灯芯,为此提出了通过多个灯芯同时作为通信信源,利用交织分多址技术并行叠加,单一光电检测器(PD)接收的高速传输方案。由于LED驱动电压非负、PD只检... 详细信息

商用发光二极管(LED)调制带宽受限制约着可见光通信的传输速率,而灯具内通常有多个LED灯芯,为此提出了通过多个灯芯同时作为通信信源,利用交织分多址技术并行叠加,单一光电检测器(PD)接收的高速传输方案。由于LED驱动电压非负、PD只检测光强信息,为此提出了基于单载波开关键控(OOK)调制的发送传输结构、接收端多LED检测和重复码译码算法;研究了可见光OOK调制的信噪比(SNR)性能估计算法;仿真中,与等条件的多载波直流(DC)偏置光正交频分复用相比较,该方案在误码率(BER)、抗非线性等性能上更优。

关键词：光通信可见光高速传输交织分多址性能估计调制带宽

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基于交织多址的混合多址技术研究

基于交织多址的混合多址技术研究

作者：骆忠强四川理工学院

学位级别：硕士

OFDM技术以其突出的优势在众多领域得到了广泛的应用，成为未来移动通信标准的主要候选传输技术。但OFDM系统具有较高峰均值比（Peak-to-AveragePower Ratio，PAPR）和频偏敏感性两大技术难题。近年来，针对PAPR问题提出了SC-FDMA技术... 详细信息

OFDM技术以其突出的优势在众多领域得到了广泛的应用，成为未来移动通信标准的主要候选传输技术。但OFDM系统具有较高峰均值比（Peak-to-AveragePower Ratio，PAPR）和频偏敏感性两大技术难题。近年来，针对PAPR问题提出了SC-FDMA技术，此技术利用了多载波通信的优点，既具有单载波调制结构又具有较低的PAPR。目前对OFDM频偏克服技术的研究较多，而鲜有对OFDM相关演变技术的频偏研究。再加之OFDM载波同步算法一般不具通用性，针对每一个OFDM相关的新技术就需要特定的同步方案，因此将面临着新的载波同步问题。论文针对OFDM多载波调制技术与CDMA技术的结合方案之一OFDM-CDMA的PAPR问题，研究用SC-FDMA技术替代OFDM技术与CDMA结合，称为SC-FDMA-CDMA技术。SC-FDMA-CDMA技术方案不仅具有优于OFDM-CDMA的PAPR性能，同时具有与OFDM-CDMA多载波系统相当的误码率性能。此外该技术还可实现混合的资源调度，实验仿真结果验证了以上结论。基于OFDM和IDMA技术的无线通信新方案OFDM-IDMA，是针对OFDM-CDMA技术存在的缺点和技术困难提出的。本文以下主要针对OFDM-IDMA系统关于多载波技术方案的两个技术难题展开研究。针对OFDM-IDMA多载波传输方案，遭受PAPR问题的影响。论文研究了一种适合LTE上行链路传输的混合多址方案，该技术方案用SC-FDMA调制技术替代OFDM调制技术与IDMA技术相结合，称为SC-FDMA-IDMA。此技术方案继承了SC-FDMA技术与IDMA技术的优良性能，通过建立SC-FDMA-IDMA系统模型以及实验仿真结果表明：在LTE上行链路，SC-FDMA-IDMA具有优于OFDM-IDMA的PAPR性能，此外在误码率性能方面，SC-FDMA-IDMA性能接近OFDM-IDMA性能。针对多载波系统中存在的载波频偏会给OFDM-IDMA系统带来子载波之间的干扰，从而造成多用户之间的干扰，破坏逐码片迭代检测机制，进而导致系统性能下降。论文通过建立OFDM-IDMA存在频偏时的系统模型，研究了频偏对OFDM-IDMA系统的影响;同时研究了在各用户具有相同频偏下的联合逐码片(CBC)迭代检测的载波同步方法，该方法利用迭代检测中的外信息重构的信号作为虚拟的训练序列进行频域频偏估计，同时进行相应的时域频偏补偿。理论分析及实验仿真结果表明：在较小频偏时，OFDM-IDMA系统具有纠小频偏的性能，能基本保持无频偏时的性能;在OFDM-IDMA系统存在较大频偏时，基于逐码片迭代检测的OFDM-IDMA系统的频偏估计和补偿方法，能够使系统性能接近无频偏时的性能。

关键词：正交频分复用单载波频分复用码分多址交织分多址载波频偏

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基于线性同余的IDMA交织器设计及分析

电子学报 2010年第2期38卷 489-492页

作者：罗智峰王启新丘水生华南理工大学电子与信息学院广东广州510640 香港科技大学电子及计算机工程系

本文提出了一种新的基于线性同余的IDMA交织器设计方案,并且给出了详细的交织器设计算法.它能满足IDMA交织器设计中低存储量、容易产生交织序列、交织器同步数据少、交织器之间相关性小的要求.本文的仿真结果证明了这种交织器性能优于... 详细信息

本文提出了一种新的基于线性同余的IDMA交织器设计方案,并且给出了详细的交织器设计算法.它能满足IDMA交织器设计中低存储量、容易产生交织序列、交织器同步数据少、交织器之间相关性小的要求.本文的仿真结果证明了这种交织器性能优于伪随机交织器.

关键词：交织分多址线性同余交织器设计

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一种非对称IDMA交织器的设计及分析

华南理工大学学报（自然科学版） 2010年第1期38卷 22-25页

作者：罗智峰丘水生华南理工大学电子与信息学院广东广州510640

交织分多址(IDMA)通信系统采用不同的交织器来区分不同的用户,各用户使用相同的扩频序列进行扩频,所以交织器在IDMA保密通信性能上有关键的作用.目前还没有关于具保密通信功能的IDMA交织器设计的研究.为此,文中提出了一种非对称IDMA交... 详细信息

交织分多址(IDMA)通信系统采用不同的交织器来区分不同的用户,各用户使用相同的扩频序列进行扩频,所以交织器在IDMA保密通信性能上有关键的作用.目前还没有关于具保密通信功能的IDMA交织器设计的研究.为此,文中提出了一种非对称IDMA交织器设计方案,该方案基于离散Arnold映射,通过类似非对称密钥加密的方法实现保密通信.仿真结果表明,文中提出的交织器不但在通信性能上等同于伪随机交织器,而且能提供保密通信的功能.

关键词：交织分多址扩频通信交织器设计离散Arnold映射保密通信

IDMA系统的(p,q)交替进制交织器的研究

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信号处理 2010年第11期26卷 1742-1746页

作者：金胜财顾村锋陈歆炜吴文南京理工大学近程高速目标探测技术国防重点学科实验室南京210094

多址技术一直是移动通信领域的一项关键技术。IDMA是一种新的多址接入方式,该技术采用了一种码片级Turbo型迭代多用户检测,其算法复杂度与用户数无关,因此在通信领域获得广泛关注。交织器作为IDMA系统区分用户的唯一方式,研究这一问题... 详细信息

多址技术一直是移动通信领域的一项关键技术。IDMA是一种新的多址接入方式,该技术采用了一种码片级Turbo型迭代多用户检测,其算法复杂度与用户数无关,因此在通信领域获得广泛关注。交织器作为IDMA系统区分用户的唯一方式,研究这一问题具有重要意义。本文提出一种利用(p,q)交替进制位反序构造IDMA系统中交织器的方法。该方法通过选择合适的p、q值,可以构造出一组正交交织器。由于对每个用户仅需存储p和q值,因而只需少量存储器。为了硬件实现方便,选择p,q均为2的幂次,对位置索引的二进制表示进行块间反序即可得到交织后的位置索引。相关性峰值分析表明本文构造的交织器之间的相关性低于随机交织器。误码率仿真结果表明,采用本文构造的交织器的IDMA系统BER性能优于采用随机交织器的IDMA系统。

关键词：多址接入交织分多址交织器相关性峰值

OFDM-IDMA系统的迭代频偏估计及补偿

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电讯技术 2012年第10期52卷 1602-1607页

作者：熊兴中骆忠强郝黎宏四川理工学院自动化与电子信息学院四川自贡643000 中国西南电子技术研究所成都610036

针对OFDM-IDMA系统中载波频偏(CFO)带来的子载波之间的干扰问题,提出了在各用户具有相同频偏下的联合逐码片(CBC)迭代检测的载波同步方法。该方法利用迭代检测中的外信息重构的信号作为虚拟的训练序列进行频域频偏估计,同时进行相应的... 详细信息

针对OFDM-IDMA系统中载波频偏(CFO)带来的子载波之间的干扰问题,提出了在各用户具有相同频偏下的联合逐码片(CBC)迭代检测的载波同步方法。该方法利用迭代检测中的外信息重构的信号作为虚拟的训练序列进行频域频偏估计,同时进行相应的时域频偏补偿。理论分析及实验仿真结果表明:基于逐码片迭代检测的OFDM-IDMA系统的频偏估计和补偿方法能够使系统性能接近无频偏时的性能。

关键词：正交频分复用交织分多址载波频偏逐码片迭代检测

基于OFDM的跨小区下行链路异步多用户检测

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计算机工程与设计 2009年第1期30卷 61-62,65页

作者：李海涛林孝康清华大学电子工程系北京100084

针对3GPP长期演进计划(LTE)下行链路的OFDMA传输以及基站之间异步部署的特点,引入了异步OFDM干扰消除问题来改善小区边缘用户的服务质量以及提高整个蜂窝系统的下行容量。在同步OFDM-IDMA原理的基础上,提出了低复杂度的基于滑动窗口的... 详细信息

针对3GPP长期演进计划(LTE)下行链路的OFDMA传输以及基站之间异步部署的特点,引入了异步OFDM干扰消除问题来改善小区边缘用户的服务质量以及提高整个蜂窝系统的下行容量。在同步OFDM-IDMA原理的基础上,提出了低复杂度的基于滑动窗口的异步多用户检测算法。仿真结果表明,在窗口长度很小的情况下,该异步检测算法仍然可以在高信噪比区域接近同步的性能。

关键词：正交频分复用交织分多址下行链路异步多用户检测滑动窗口

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IDMA-OFDM通信系统优化设计

IDMA-OFDM通信系统优化设计

作者：孙宏图重庆邮电大学

学位级别：硕士

近几年,交织分多址(Interleave Division Multiple Access)技术作为第四代移动通信的关键技术之一被广泛研究。而其相关技术IDMA-OFDM系统不仅继承了IDMA系统的许多优势,比如抗干扰性好、接收端可采用非常简单的Chip-by-Chip的迭代接收... 详细信息

近几年,交织分多址(Interleave Division Multiple Access)技术作为第四代移动通信的关键技术之一被广泛研究。而其相关技术IDMA-OFDM系统不仅继承了IDMA系统的许多优势,比如抗干扰性好、接收端可采用非常简单的Chip-by-Chip的迭代接收结构、多用户性能较好等优点,而且引入的OFDM技术频谱效率高,同时对多径传输引起的符号间干扰(ISI)能进行简单有效的处理。为了提高IDMA-OFDM系统的多用户检测性能,本文从OFDM子载波数以及功率分配两个方面对系统进行优化设计。本文首先研究基于卷积编码的IDMA-OFDM系统多用户检测和迭代译码性能。随后从OFDM计算复杂度和系统性能方面考虑,研究了系统基于OFDM子载波数的优化问题。最后本文借助一种快速、有效的系统性能分析工具——SNR测量对系统进行分析,并在此基础上引入了线性规划(LP)方法,针对不同信道环境,对等功率发送下、用户数较多的系统进行功率分配。仿真结果表明:在多径衰落信道下,经过OFDM子载波优化的IDMA-OFDM系统和传统的IDMA系统的性能非常接近,都是随信道径数的增多越来越好,但前者的迭代接收算法与信道径数无关,而后者的接收算法跟径数成线性关系。经过功率分配后的IDMA-OFDM系统可以获得更优的多用户性能。因此,经过OFDM子载波数优化和功率分配的IDMA-OFDM系统,不仅有着较好的误比特率性能和较低的接收算法复杂度,同时可以承载更多的用户,非常适合未来移动通信高吞吐量、高可靠性的要求。

关键词：交织分多址正交频分复用迭代多用户检测功率分配

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可见光高速通信叠加编码技术研究

可见光高速通信叠加编码技术研究

作者：王超解放军信息工程大学

学位级别：硕士

可见光通信(VLC)是利用LED作为通信信源,光电检测器PD作为接收器的一种无线通信方式。VLC作为未来潜在的高速无线通信技术,更高速率成为了通信界不懈的追求。由于光通信采用的强度调制/直接检测方式以及商用LED调制带宽较低、电光转换... 详细信息

可见光通信(VLC)是利用LED作为通信信源,光电检测器PD作为接收器的一种无线通信方式。VLC作为未来潜在的高速无线通信技术,更高速率成为了通信界不懈的追求。由于光通信采用的强度调制/直接检测方式以及商用LED调制带宽较低、电光转换非线性等因素,单个灯芯的传输速率往往受限。针对以上问题,本文对发送端为单个灯具内的多个灯芯、接收端为单一PD构成的叠加传输系统展开分析。主要研究工作如下:1.针对单一LED速率受限问题,提出了采用灯具内多个灯芯并行叠加的传输方法,以成倍提升可见光通信的传输速率。本文在室内视距链路LOS下展开分析和研究,由于VLC采用的商用LED具有电调制带宽有限、电光转换线性区间较窄等缺点,以及受LED和PD物理特性限制所采用的强度调制/直接检测方式制约,使得LED速率受限;正常的照明是由多个灯芯协作完成,并且室内VLC中信噪比条件较优。由此提出了一种多灯芯叠加传输方案,该方式下采用K个灯芯时,系统的传输速率可以等效的提升K倍。2.为了检测多灯芯会聚叠加信号,采用叠加编码调制(SCM)技术,以驱动电压差异为检测条件,建立了可见光通信叠加编码调制(VLC-SCM)模型,给出了联合检测算法。首先提出了VLC-SCM系统发送端并行传输结构;由于LED的瞬时驱动电压非负,因此在LED前加上一个直流偏置,提出了基于开关键控OOK调制的数据处理方式;在Lambertian模型基础上对多灯芯系统的信道进行了研究,得出了叠加传输系统并不依赖信道差异性来区分数据,为了检测叠加后多灯芯会聚光强信号,在发送端引入各灯芯驱动电压差异。最后针对多灯芯约束、编码约束,提出了基于OOK的接收端联合检测算法。仿真验证了VLC-SCM多灯芯叠加传输系统较好的高速传输性能。3.为了提升叠加传输系统的抗非线性性能,采用交织分多址(IDMA)技术,以交织器差异为检测条件,建立了可见光通信交织分多址(VLC-IDMA)传输模型,给出了串并行两种检测算法和快速性能估计算法。分析了系统的发送传输结构,采用交织器这一唯一差异来检测会聚光强信号。提出了采用低码率编码时为全+1的重复码结构,研究了接收端串行和并行两种检测方式,指出在系统性能和实现复杂度上要有所权衡;接着给出了一种多灯芯叠加传输系统性能估计算法以快速预测多灯芯系统的性能。仿真验证了VLC-IDMA多灯芯叠加系统优异的高速传输性能和抗非线性性能。4.依据驱动电压差异、交织器差异和LED的非线性特性,提出了一种联合功率分配方案,提升了系统的传输效率和检测性能。针对单一驱动电压差异时LED容易进入非线性区间,单一交织器差异使得编码效率较低,提出了多维差异条件下的叠加系统以提升系统性能。由于灯具内灯芯数目适中,采用的无穷搜索的信噪比演进和规划的联合功率分配符合实际需求。仿真表明该方案使叠加系统中LED电压工作在线性范围内;与低码率的多灯芯恒定驱动电压方案相比,该方案传输效率更高。

关键词：可见光通信多灯芯叠加传输叠加编码调制交织分多址功率分配