機(jī)器通信場(chǎng)景下的波形和多址的研究.pdf

1、隨著無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展以及各種終端設(shè)備數(shù)量的爆炸式增長(zhǎng)，機(jī)器通信場(chǎng)景已經(jīng)成為5G通信的重要場(chǎng)景，具有連接數(shù)大，數(shù)據(jù)包小及零星傳輸?shù)忍攸c(diǎn)?；跈C(jī)器通信場(chǎng)景的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的正交波形技術(shù)和正交多址技術(shù)無(wú)法滿足其更高的頻譜效率和海量設(shè)備連接的需求。因此針對(duì)該場(chǎng)景提出的諸多挑戰(zhàn)，亟待研究適用于該場(chǎng)景的新型非正交波形和多址技術(shù)。本論文的主要內(nèi)容包括:
　　第一，在機(jī)器通信的場(chǎng)景下對(duì)不同波形技術(shù)的分析比較。傳統(tǒng)的OFDM正交波形技術(shù)具有帶外輻

2、射較大，對(duì)時(shí)頻偏移較敏感以及峰均功率較高等缺點(diǎn)，因此其在機(jī)器通信的場(chǎng)景下并不適用，本文將波形的研究重點(diǎn)側(cè)重在非正交波形技術(shù)方面。本文搭建了機(jī)器通信場(chǎng)景的仿真平臺(tái)，對(duì)兩種基于濾波器的非正交波形:濾波器正交頻分復(fù)用(F-OFDM)和通用濾波器多載波(UFMC)技術(shù)進(jìn)行仿真評(píng)估，從誤塊率，功率譜密度方面與傳統(tǒng)OFDM波形進(jìn)行對(duì)比分析，證明其在該場(chǎng)景下的適用性。
　　第二，在機(jī)器通信的場(chǎng)景下對(duì)非正交多址技術(shù)的評(píng)估。傳統(tǒng)的正交多址機(jī)制中一個(gè)

3、正交資源只允許分配給一個(gè)用戶，很難滿足機(jī)器通信場(chǎng)景海量連接的需求。而非正交多址技術(shù)通過(guò)適當(dāng)?shù)姆钦毁Y源分配既可以合理的控制干擾，又能滿足海量連接的要求。本文對(duì)三種3GPP討論比較廣泛的三種非正交多址技術(shù):交織分多址技術(shù)(IDMA)，稀疏碼分多址技術(shù)(SCMA)和非正交碼多址技術(shù)(NOCA)進(jìn)行橫向的綜合分析評(píng)估，得出其在不同碼率不同信道場(chǎng)景下誤塊率性能的差異，為5G多址技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化提供參考。
　　第三，提出了一種基于串聯(lián)式擴(kuò)頻的功

4、率域非正交多址方案，包括發(fā)射端碼本的設(shè)計(jì)及接收端算法的設(shè)計(jì)。與傳統(tǒng)的基于擴(kuò)頻的功率域多址方案相比，在系統(tǒng)用戶過(guò)載的情況下該方案獲得了誤塊率性能的提升，此外還具有傳統(tǒng)方案不具備的盲用戶識(shí)別功能，即接收端能夠在不知道激活用戶的碼本、導(dǎo)頻等先驗(yàn)信息的情況下，僅根據(jù)接收信息識(shí)別激活用戶的身份，可以節(jié)省機(jī)器通信場(chǎng)景下信令的開銷，同時(shí)盲用戶識(shí)別功能具有較低的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。
　　本文的研究成果對(duì)于5G機(jī)器通信場(chǎng)景通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，評(píng)估和實(shí)際應(yīng)用具有