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基于子带加权CQI与内存复用IDMA的5G卫星链路自适应调制研究

张云鹏  
【摘要】:地面无线移动通信系统和卫星移动通信系统是全球下一代通信网络系统的重要组成部分。本文旨在结合地面卫星通信的二者优势,提高移动通信系统面对日益增长的业务需求的适应性及技术的复用性,针对空天地一体化的目标,通过对移动通信体制中的L2S仿真接口的链路自适应技术以及多址接入方式等关键技术的研究实现整个通信的链路自适应功能,本文的研究内容如下:1.研究了宽带卫星系移动通信系统的通信体制中链路自适应相关技术及宽带卫星信道模型,设定了适用于天地一体化信道体制的物理层系统参数,时隙结构以及物理信道资源配置,针对卫星特点进行了宽带卫星信道建模,搭建了基于5GNR的卫星链路通信仿真平台。2.基于原有的L2S仿真接口参数的不完整性以及对卫星信道建模的缺失,改进了确立β值的方法,采用了 ITU公布的卫星信道模型与现有地面信道重新校准补充L2S参数接口,使用验证信道进行拟合。仿真结果表明拟合平均门限误差在0.2dB左右,大多数低于0.1dB左右,远远低于3GPP协议中规定的0.4dB。采用子带的加权CQI和β参数反馈信道状态得到的MCS也比LTE已有的L2S参数更加充分,有利于天地一体标准化的进一步研究,提高了链路反馈过程中的频谱利用率。3.在提高了链路的频谱资源后,对多址接入技术中交织器的存储资源进行研究,进一步解决卫星资源紧缺的现状,5G通信技术相对于LTE,卫星通信相对于地面通信都有着场景和业务需求方面的差异性,针对原有的DVB-RCS2协议中只规定了最大传输单元基于5G设计了多变的信息传输序列。交织器作为组成IDMA通信系统的重要单元,基于内存复用的机制,设计了一种低内存需求的混合多级树交织器,相对于传统的交织器,仅需要占用原始1/N的内存资源(其中N为主交织器个数)就可达到logN K(K为用户接入数)的低计算复杂度的同时没有造成系统性能误码率的损失。在后续提到了预处理过程中可能会造成的影响,通过了一种动态匹配算法弥补了新交织器预处理时延的部分不足,提高了17%的性能提升,进一步优化了新型交织器的设计。


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