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《电子科技大学》 2002年
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宽带移动通信关键技术Turbo码和多用户检测研究

张红雨  
【摘要】: Turbo码和多用户检测是第三代移动通信的关键技术之一,也是未来通信的重要研究课题。Turbo码具有近Shannon限的性能,它的出现被看作是信道编码理论发展史上的一个里程碑。Turbo码充分利用了现代信道编译码思想,如级联编码、软输入输出译码和迭代思想等。其中迭代思想已广泛用于信道均衡、码间串扰和多用户检测等领域中。多用户检测的研究目前也相当广泛,并受到极大的重视,其性能直接关系到通信的质量和用户数量。本文从一个新的角度来研究和讨论Turbo码和多用户检测,即将非线性动力学用于Turbo码和多用户检测中,包括将混沌动力学用于Turbo码理论研究和应和中;将混沌动力学和神经网络动力学用于多用户检测中,并结合了迭代思想。 为介绍本文作者的创新工作,在论文简要讲述3G/4G的发展过程及其关键技术,其中着重介绍Turbo码和多用户检测的发展过程、研究内容和基本原理之后详细介绍了作者的如下贡献和创新: 1、根据Turbo码的迭代译码原理,系统地推导出AWGN信道中Turbo码基于MAP和SOVA的迭代译码算法,算法的有效性由AWGN信道和Rayleigh衰落信道下的性能仿真得到证实。 2、提出了交织器的码重分析、相关性分析和交织器迭代译码的适应性(IDS)三种性能判别和分析方法。根据混沌的特点,提出了混沌交织器的概念,同时提出了s-分块交织器的设计方法,对混沌交织器的仿真分析证实了混沌交织器具有良好的性能和其它优点的结论。 3、提出了一种基于混沌软扩频的Turbo码设计方法,通过理论分析和仿真,证实了该方法比一般Turbo码有更好的系统特性,更低的误码率和对系统性能的多重改善作用,显示出该方法优越的理论特性利实用价值。在此基础上,进一步提出了达到Shannon限的随机扩展迭代(RSI)码方法。 4、针对AWGN信道,提出了将MUD映射为一种稳健反馈神经网络方法来求解,并用理论和仿真证明了该方法的有效性;涉及信道实衰减及噪声特性,提出了基于均匀场理论的MUD求解方法,并同样用理论证明和计算仿真证实了该方法的有效性;为考虑实际信道中信号既有幅度衰减又有相位延迟的情况,进一步提出了在平坦瑞利环境下,用复神经网络求解信道具有复衰减的MUD问题,并同样用理论证明和计算仿真证实了该方法的有效性。此外,还提出了混沌多用户检测的方法,并得出了良好的仿真结果。
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