Luận án Nghiên cứu kỹ thuật điều chế chỉ số lặp lại cho các hệ thống OFDM

Tên luận án:

REPEATED INDEX MODULATION FOR OFDM SYSTEMS

Ngành:

Kỹ thuật Điện tử (Electronic Engineering), Mã chuyên ngành: 9 52 02 03

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này tập trung vào nghiên cứu và phát triển kỹ thuật điều chế chỉ số lặp lại (Repeated Index Modulation - RIM) cho các hệ thống OFDM, một hướng nghiên cứu tiềm năng trong lĩnh vực truyền thông không dây, đặc biệt là trong bối cảnh phát triển của hệ thống 5G. Kỹ thuật điều chế chỉ số cho OFDM (IM-OFDM) sử dụng các chỉ số của sóng mang phụ hoạt động để truyền thêm bit thông tin, mang lại ưu điểm về độ tin cậy, linh hoạt và hiệu quả năng lượng so với OFDM truyền thống. Tuy nhiên, IM-OFDM vẫn còn những hạn chế về hiệu suất lỗi và độ phức tạp phát hiện cao.

Đóng góp chính của luận án bao gồm việc đề xuất và phân tích hai hệ thống RIM-OFDM mới. Thứ nhất là hệ thống RIM-OFDM với thu đa dạng không gian sử dụng kết hợp tỷ lệ tối đa và kết hợp lựa chọn (RIM-OFDM-MRC và RIM-OFDM-SC), được chứng minh đạt hiệu suất SEP tốt hơn đáng kể so với IM-OFDM truyền thống có thu đa dạng, với bậc đa dạng gấp đôi (2L). Thứ hai là hệ thống RIM-OFDM với xen kẽ tọa độ (RIM-OFDM-CI), cung cấp độ tin cậy và linh hoạt cao hơn so với IM-OFDM-CI thông thường. Luận án cũng đề xuất phương pháp xác định góc quay chòm sao tối ưu để giảm thiểu xác suất lỗi và phát triển ba bộ tách sóng có độ phức tạp thấp để giảm gánh nặng tính toán mà vẫn duy trì hiệu suất tương đương với bộ tách sóng ML.

Các biểu thức dạng đóng cho xác suất lỗi chỉ số (IEP), SEP và BEP đã được suy ra để phân tích hiệu suất hệ thống và tác động của các tham số. Kết quả phân tích và mô phỏng cho thấy các đề xuất RIM-OFDM-CI và RIM-OFDM-MRC/SC cải thiện đáng kể hiệu suất IEP và SEP so với các hệ thống tham chiếu. Ví dụ, tại SEP 10^-3, RIM-OFDM-CI-LLR mang lại mức tăng SNR khoảng 6 dB, 3.5 dB và 17 dB so với IM-OFDM, IM-OFDM-CI và ReMO tương ứng. Ngay cả trong điều kiện CSI không hoàn hảo, các hệ thống đề xuất vẫn duy trì hiệu suất vượt trội. Các hướng nghiên cứu trong tương lai bao gồm việc giảm độ phức tạp của bộ tách sóng ML, mở rộng RIM-OFDM sang các hệ thống MIMO và truyền thông hợp tác, đánh giá tác động của lỗi ước lượng kênh, và phân tích hiệu suất khi có mã hóa kênh.

Mục lục chi tiết:

• INTRODUCTION

  • 1. Background of research
  • 2. Thesis contributions
  • 3. Thesis outline

• Chapter 1 RESEARCH BACKGROUND

  • 1.1 Basic principle of IM-OFDM
  • 1.2 Advantages and disadvantages of IM-OFDM
  • 1.2.1 Advantages
  • 1.2.2 Disadvantages
  • 1.3 Summary

• Chapter 2 REPEATED INDEX MODULATION FOR OFDM WITH DIVERSITY RECEPTION

  • 2.1 RIM-OFDM with diversity reception model
  • 2.2 Performance analysis under perfect CSI condition
  • 2.3 Performance analysis under imperfect CSI condition
  • 2.4 Performance evaluation and discussion
  • 2.5 Summary

• Chapter 3 REPEATED INDEX MODULATION FOR OFDM WITH COORDINATE INTERLEAVING

  • 3.1 RIM-OFDM-CI system model
  • 3.2 Performance analysis
  • 3.3 Low-complexity detectors for RIM-OFDM-CI
  • 3.4 Complexity Analysis
  • 3.5 Performance evaluations and discussions
  • 3.6 Summary of chapter 3

• CONCLUSIONS AND FUTURE WORKS

  • Achievable results of the thesis
  • Future works