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多载波技术是下一代宽带移动通信的关键技术。而基于DFT扩频的广义多载波技术(DFT-S-GMC)是中国科学院上海微系统所针对未来通信系统的上行链路提出的一种基于滤波器组实现的单载波频分多址系统。研究工作表明该方案在宽带移动通信系统的应用中具有潜在的优势。本论文的研究围绕DFT-S-GMC系统实现的关键技术展开研究。其中包括:基于DFT扩频的广义多载波系统的低复杂度收发机设计,有效信干噪比的分析及在链路自适应中的应用,迭代检测技术以及多址干扰分析等。通过本论文的研究,为DFT-S-GMC系统的实现提供了理论支撑。
论文首先介绍了多载波系统的特点以及现有多载波技术OFDM的优缺点,并讲述了广义多载波的基本原理。重点针对本论文研究的DFT-S-GMC系统进行了详细阐述,包括收发方案和技术特征及性能。
基于多子带滤波器组的调制解调是DFT-S-GMC系统的特征技术。为了解决其实现复杂度较高的问题,本文研究了DFT-S-GMC系统中低复杂度收发方案。本文根据现有滤波器组系统时域实现方案推导出了一种DFT-S-GMC系统频域等效收发机实现方法,并进一步提出了收发机的简化实现方法和结构,在系统性能保持不变的前提下,实现复杂度大大降低。
论文针对DFT-S-GMC系统多天线传输方案,提出了一种信干噪比的分析方法。该方法基于DFT-S-GMC收发机传输结构,利用信道频率响应和噪声方差,接收端采用最小均方误差(MMSE)均衡,分析得到了SINR的闭合表达式,并考虑了信道均衡后时域复用的数据块(IFBT符号)之间的残余干扰。而多径信道下基于该等效SINR的误块率(BLER)性能曲线能很好地匹配系统在高斯白噪声信道下的性能曲线,从而为系统实现链路自适应过程提供了映射接口。
由于DFT-S-GMC系统不同于传统的单载波系统,因此论文提出了适用于DFT-S-GMC系统的迭代检测译码方法,利用信号的均值和方差去传递似然信息,从而完成了系统的迭代检测过程。并在此基础上给出了一般单载波频分多址系统DFT-S-OFDM的低复杂度迭代检测方案。
论文还研究了DFT-S-GMC系统频偏影响下的多址干扰性能。在频偏影响下,基于滤波器组的系统展现了与OFDM不同的干扰特性。论文推导出了接收端的信干噪比表达式,并通过和OFDM系统频偏干扰性能的比较,指出滤波器组实现系统在频谱效率,多址干扰性能,以及峰均比方面获得了较好的折中。论文还针对未加保护间隔的滤波器组下行系统进行了频偏性能分析,并指出只要对子带带宽进行合适的设计,频偏鲁棒性将优于OFDM系统,为三网融合中的下行解决方案提供了理论验证。