NOMA及SSK调制技术的研究与应用

• 作 者: 黄桦
• 出 处: 扬州大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 协作中继 非正交多址接入技术 有效容量 空移键控调制 误码率 衰落信道

协作中继系统具有诸多优势,比如提高频谱效率、降低网络成本、实现高速传输等。然而,由于移动通信的发展,现有系统的传输速率无法满足未来移动通信应用的需求。为了解决这一问题,非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)技术和空移键控调制(Space Shift Keying,SSK)技术应运而生。本文主要研究了基于NOMA的协作中继系统以及硬件损伤条件下的SSK调制系统,并取得了一些研究成果。首先,考虑基于NOMA的两跳解码转发协作中继系统,本文研究了其有效容量性能。获得了 Nakagami-m衰落环境下,信道衰落参数om>0.5取任意实数值和正整数值时系统有效容量的闭合表达式。进一步,采用混合伽玛分布(Mixture Gamma)模型建模接收SNR,本文获得了其在广义复合衰落信道环境(即联合考虑小尺度衰落和阴影衰落)下,系统有效容量的闭合表达式。所得结果可以涵盖η-μ,Rice等衰落场景。数值计算与Monte Carlo仿真验证了所得理论结果的正确性。本项研究成果可以用于指导衰落环境下基于NOMA的协作中继网络的结构设计与性能优化。接着,在上一研究的基础上,考虑基于NOMA的协作多中继系统,以最大化有效容量选择准则,本文提出一种中继选择的传输方案。仿真结果表明所提方案的传输性能明显优于现有的中继传输方案。比如,当SNR=20 dB时,所提方案的EC可达4.975 bits/s/Hz,而现有的随机中继选择方案的EC为4.713 bits/s/Hz。本项研究成果为基于NOMA的协作多中继网络的数据传输提供了一种有效的传输方案。在实际的通信系统中,相位噪声、I/Q支路不均衡和高功率放大等原因会导致系统硬件损伤,使信号产生失真,降低通信系统的性能。最后,考虑硬件损伤,本文研究了 SSK调制系统的误码率性能。针对发射端有两根天线,接收端有一根天线的系统,利用数学变换,得到其在Rayleigh衰落环境下系统平均误码率的表达式。数值计算与Monte Carlo仿真表明:硬件损伤会降低SSK调制系统的性能,并且设计参数κ越大,硬件损伤程度越大,系统误码率越大,性能越差。本项研究成果对于SSK调制技术的实用,具有重要的指导意义。