论文部分内容阅读
经典的通信理论是以单用户系统和加性高斯白噪声(AWGN)为基础建立的,香农也是在这一假设下导出了著名的香农公式。而目前无线信道中除了AWGN之外还存在大量非AWGN。测试结果表明,相邻信道噪声具有一定的相关性,其熵功率小于或远小于它的实际功率,使信道具有潜在的传信率。反相对称法(Phase-Inversion Symmetric Method, PISM)是一种根据噪声相关性理论,利用相邻信道之间噪声的相关性来抑制噪声的通信方法。近年来,在国家自然科学基金资助下,关于反相对称法的研究有了很大的进展,本论文是整个国家资金资助项目下的一个子课题。目前,PISM已经应用在一些实际的通信系统中,并取得了很好的效果。本论文的工作基础是“基于反相对称法的分集技术理论”的研究任务。目的是研究基于PISM的分集技术的理论和实现方式,为当前的分集技术提供有效的补充,构架PISM与分集技术中核心部分结合的模型。PISM把两路互反的信号在相邻信道中传输,在接收端,通过电子器件或者软件算法将接收到的两路信号相减。与传统理论的假设不同,PISM理论是在噪声具有相关性的前提下提出的,因此,当两路噪声相关时,噪声可以得到抑制。所以,噪声的相关性就成了PISM研究中的关键问题。传统理论认为噪声不相关,课题组通过近年的工作,经过理论分析和实验测试发现,无论在相邻频率、相邻空间还是相邻时隙上,噪声的相关系数都大于0,人为噪声的相关性更强,其相关系数甚至可以够达到0.9以上。基于噪声相关性研究的基础,本文首先对时域PISM进行了理论分析,并结合PISM提出了时域反相对称分集技术。最后通过系统仿真、实验和硬件电路验证了相邻时隙噪声的相关性,实验与仿真结果与理论值基本吻合。然后再把时域的理论和方法推广至频域、空域,分别建立了基于频域和空域反相对称法的分集技术理论模型,并进行了理论分析和仿真验证,与传统分集技术相比较,分析两者的适用条件和和噪声性能。理论与实践均表明,在同样的传输条件下,基于反相对称法的分集技术性能优于一般的分集技术。本课题旨在进一步探索PISM的应用范围和实用价值,并对基于反相对称法的分集技术(PIS-DT)进行理论研究,利用相邻信道噪声的相关性,提高信道利用率,探索信道潜在的传信率,导出非AWGN条件下信道容量的计算方法,并将研究成果尽快应用于现有的无线通信系统及4G核心技术中。作为当前理论研究的热点,噪声相关性的研究是本文的研究基础,而反相对称法作为本课题组所提出的抗噪声方法,对其理论的研究也是本文的创新点之一,另外,分集技术是3G甚至4G移动通信的核心技术,所以基于反相对称法的分集技术研究也成为本课题的创新点。在导师和课题组其他成员的帮助和协作努力下,我的研究子课题取得了一些理论成果和应用研究,发明的“基于反相对称法的分集接收方法”获得了中国专利。