基于互补码的全双工多用户通信系统传输机理研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ivanny
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
同时同频全双工(In-Band Full-Duplex,IBFD)传输技术,作为第五代(Fifth Generation,5G)移动通信系统核心技术之一,不同于传统的频分双工(Frequency Division Duplex,FDD)与时分双工(Time Division Duplex,TDD)传输模式,其在相同的时间片内占用相同频率资源实现了通信节点信号的同步接收与发射。因此,理论上IBFD传输模式可为无线通信系统提供二倍于现有的传统双工模式的频带利用率。这在追求信息高速传输的今天将拥有非常广泛的应用前景。IBFD通信节点同时同频进行数据的双向传输,其发射信号将在通信节点自身接收机处产生干扰。并且同一用户接收天线与发射天线距离较近,这种节点内自干扰(Self-Interference,SI)经历自由空间路径损耗较少,传播至用户接收天线处残余干扰强度较大,从而造成接收机对目标用户发送原始数据的恢复能力的下降。因此节点内自干扰的有效地抑制将是影响IBFD传输技术未来发展与实际应用最为关键的因素。围绕着这一问题,本文提出了一种基于互补码(Complementary Code,CC)的扩频传输干扰抑制方案以实现节点内自干扰的有效消除。不同于传统的一维扩频序列,互补码是具有理想的相关特性的二维码字,其理想的自相关特性将充分抑制衰落信道下多径干扰(Multipath Interference,MPI),其理想的互相关性可有效消除节点间多址干扰(Multiple Access Interference,MAI)以及节点内自干扰。本文基于上述二维互补码构建了全双工多用户通信系统的一般数学模型,描述了二维互补码扩频与解扩一般流程,并在单载波串行时分传输模式下分析发射信号一般表达式,结合频选Rayleigh慢衰落信道模型推导接收信号一般表达式。此后结合互补码相关特性分析系统对MPI、MAI与SI三种干扰的抑制情况。结果表明基于二维互补码全双工多用户通信系统可完全消除上述多种干扰。在此基础上本文又分析了系统传输特性,推导了误码率(Bit Error Rate,BER)与中断概率(Outage Probability,OP)闭合表达式。仿真实验结果表明在节点内自干扰强度一定时采用二维互补码全双工多用户通信系统相比于采用传统一维扩频序列,如Gold序列、Walsh序列与Kasami序列等全双工多用户通信系统,具有更低的符号错误概率与通信中断概率。在发射符号信噪比一定的条件下,二维互补码在节点内自干扰强度增加的条件下依然可保证系统误码性能与中断性能的稳定;而传统一维扩频序列在受到强节点内自干扰时,系统误码性能与中断性能都将不断恶化。在此之后结合多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)传输技术在二维互补码的基础之上扩展成三维互补码,并构建基于扩展三维互补码的全双工多用户通信系统。分析系统一般数学模型,推导发射信号、衰落信道与接收信号一般形式。通过推导接收信号表达式可知MIMO多天线结构使得MAI、MP、SI干扰信号均以多天线形式叠加而存在。当多天线形式叠加信号传输至接收机,且对应的码片相对位移在序列零相关区内时,利用三维互补码完美的正交特性依然可以有效消除上述多种干扰。系统误码性能与中断性能的分析与二维互补码相似,观察仿真结果表明相比于传统一维扩频序列,三维互补码具有更低的符号错误概率与通信中断概率。而相比于单天线结构的二维互补码,三维互补码多天线结构提供的空间分集、复用增益将有效改善系统传输性能。
其他文献
随着无线频谱资源的日益紧张,合理利用频谱的需求也随之变得紧迫。认知无线电技术打破传统的静态频谱分配机制,从全新的角度利用频谱资源,提高频谱利用率,近年来成为无线通信领域
随着通信技术和信号处理手段的快速发展,在非合作通信中各种高效的信号检测与识别方法层出不穷,对通信过程的要求已经不再局限于有效性和可靠性,通信的安全性和隐蔽性也显得
随着互联网的大量普及,高校教育的信息化建设伴随着计算机技术的应用得到了很大的发展。在当前教育改革不断深化的背景下,如何提高教学质量,进一步增强师生间的互动关系是当
本文从自助服务的特性和城市的信息化规划需求出发,以目前世界最前沿的物联网技术进行构架,从服务终端、管理平台和仓储管理三方面进行开发,基于无线通讯技术,集商品销售、LC
当前,移动通信系统的盲区检测主要是由运营商的专业技术人员通过专业仪器设备实现的,存在测试周期长、成本高和缺乏灵活性等问题。针对这一问题,可以在监测区域内布置大量的
作为微波遥感领域的典型代表,合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)以其独特的对地观测优势,广泛应用于军事侦察、测绘以及国民经济各领域中。随着SAR技术的日益发展,
近年来,随着智能手机性能的提升和普及率的显著增长,手机用户逐渐对其功能方面提出了更多样化的要求。由于公共建筑规模的逐渐庞大,以及其中位置指示标识的局限性等原因,即时
随着现代信息技术的发展,越来越多的电子设备需要计算机控制,因此对计算机各模块间进行信息传输的通道——微机总线,提出了越来越高的要求。PCI局部总线的出现,解决了数据传
混沌系统被誉为一种天然的密码系统,因其具有对初值的极端敏感性、遍历性、确定性等特性,将混沌与现有加密算法有机结合的混沌加密技术被认为是很有前途的加密新算法。而混沌在
火灾的频繁发生要求更有效的火灾报警系统的出现。楼层显示器是火灾报警系统的重要组成部分,一个高效的楼层显示器可以实时接收火警网络中的信息,通过直观的显示告知人们火灾