MIMO-OFDMA无线接入中测距系统关键技术研究

面对高速和低速移动环境,新一代宽带MIMO-OFDMA移动通信系统迫切需要高性能的无线接入，通过接入中测距部分的多用户检测和参数估计，以实现上行链路的同步、功率控制、切换控制、高效资源分配和定位等处理。本项目将无线接入中的测距从系统中提取出来，构成MIMO-OFDMA测距系统，开展其关键技术的研究，包括：（1）测距信号的波形设计，用户端多天线预编码和映射方案；（2）克服信道选择性衰落和剩余载波频率偏移等多天线信号预处理技术和高性能稳健复杂度的多用户检测技术；（3）多用户时延、功率、传输质量和用户到达方向（DOA）等参数的估计算法和单基站多天线定位方法；（4）测距信道资源分配方案和用户随机接入协议改进与参数优化；该项目的研究，对提高新一代MIMO-OFDMA无线通信系统用户接入性能具有非常重要的意义。

本项目将无线接入中的测距过程从新一代MIMO-OFDMA移动通信系统中提取出来，研究了MIMO-OFDMA 测距系统中的关键技术，包括MIMO-OFDMA测距系统模型、波形设计、多用户检测和参数估计算法、测距信道资源分配方案和随机接入协议改进。在建模研究中，针对不同类型的测距子信道分配方案以及不同移动速度的应用场景，分别建立了MIMO-OFDMA测距系统的信号模型。在波形设计研究中，提出了降低测距信号峰均比的方法，提出了对抗信道频率选择性和多用户干扰的预均衡方案和基于Walsh码的预编码方案；在多用户检测和参数估计研究中，分别提出了并行干扰抵消、串行干扰抵消和迭代最大似然的多用户检测和参数估计算法；利用基站的多天线接收阵列，分别提出了波束成形辅助的串行干扰抵消、多天线相关合并等多用户检测和参数估计算法；在测距协议研究中，设计了基于能量效率的测距协议和碰撞退避算法；在高速移动环境中的接入系统关键技术研究中，提出了上行链路的频偏估计、时变信道估计、多RRU合并、上行PUCCH控制信道以及软切换接入等多种新算法，探索了单基站多天线定位算法。项目成员在核心期刊发表论文14篇，国际会议论文12篇，其中SCI检索6篇，SCI待检索2篇，EI检索10篇，EI待检索6篇，ISTP检索2篇。申请国家发明专利5项，培养博士生6名，硕士生26名。该项目成果对于未来面临大容量无线接入的下一代移动通信系统和无线传感器物联网系统的研究具有非常重要的参考价值。