【摘要】：廣義頻分復(fù)用(GFDM)技術(shù)作為一種新型的多載波傳輸技術(shù),其獨(dú)特的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)帶來了很多優(yōu)勢,比如頻譜傳輸效率高、帶外輻射功率低、靈活性好、時延低等,這些優(yōu)點(diǎn)滿足了未來無線通信系統(tǒng)的諸多需求。但是GFDM系統(tǒng)采用了非正交的脈沖成形濾波器,引入自干擾,導(dǎo)致接收機(jī)復(fù)雜度太高,系統(tǒng)可靠性降低。因此,本文主要研究在多徑瑞利衰落信道下GFDM系統(tǒng)的低復(fù)雜度檢測和分集技術(shù)。本文主要的研究工作如下:1.詳細(xì)介紹了GFDM系統(tǒng)原理和三種接收機(jī)檢測技術(shù),它們分別是匹配濾波(MF)檢測、迫零(ZF)檢測和最小均方誤差(MMSE)檢測,并對其性能進(jìn)行了仿真和分析。2.對GFDM頻域調(diào)制矩陣的特性進(jìn)行了深入研究,發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)具有分塊對角稀疏性,然后研究了GFDM調(diào)制矩陣的奇異性,通過提高上采樣倍數(shù)解決了特定情況下GFDM調(diào)制矩陣不可逆的難題,保證了系統(tǒng)的可靠性和靈活性。在此基礎(chǔ)上,建立了頻域等效信道模型,分別設(shè)計(jì)了低復(fù)雜度GFDM系統(tǒng)頻域ZF檢測和MMSE檢測方法,通過研究相關(guān)矩陣特性,利用矩陣的稀疏性和分塊對角陣的快速求逆算法降低接收機(jī)復(fù)雜度。最后,通過復(fù)雜度分析和仿真結(jié)果表明,相比傳統(tǒng)GFDM系統(tǒng)接收機(jī),本文提出的頻域GFDM系統(tǒng)檢測方法可以將接收機(jī)復(fù)雜度降低1~10~3個數(shù)量單位,且不會引起誤符號率性能損失。3.針對基于分塊對角快速求逆算法的低復(fù)雜度MMSE接收機(jī)只適用于GFDM系統(tǒng)子符號數(shù)較小的情況,本文利用頻域等價信道自相關(guān)矩陣的共軛對稱性,設(shè)計(jì)了一種基于L-BFGS迭代算法的MMSE檢測方法,該方法將矩陣之間的運(yùn)算轉(zhuǎn)化成了向量之間的運(yùn)算,進(jìn)一步將MMSE接收機(jī)復(fù)雜度降低了10~10~5個數(shù)量單位,還節(jié)省了存儲空間。仿真結(jié)果表明,該方法會帶來大約1dB的誤碼率性能損失,但是相比于降低的復(fù)雜度來說,這些性能損失在可接受范圍之內(nèi)。特別地,當(dāng)上采樣倍數(shù)大于子載波數(shù)時,該算法下的MMSE接收機(jī)有更低的復(fù)雜度和更好的誤符號率性能。4.在準(zhǔn)正交編碼的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了GFDM系統(tǒng)分集傳輸方法,通過設(shè)計(jì)信號編碼方案,結(jié)合升余弦濾波器的對稱性消除了子載波間的干擾,同時設(shè)計(jì)信號譯碼方案消除子符號間的干擾。通過仿真驗(yàn)證,該方法可以帶來明顯的分集增益,有效提高系統(tǒng)可靠性。
【圖文】：

改善了 OFDM 系統(tǒng)頻譜效率低的缺點(diǎn)。此外，GFDM 系統(tǒng)采用了低旁瓣的非矩形脈沖成形濾波器，在頻域表現(xiàn)為低通性，有效地減小了系統(tǒng)的帶外輻射功率，但是會引起子載波的非正交性，引入系統(tǒng)自干擾，同時還增加了接收機(jī)的復(fù)雜度，但是通過現(xiàn)有技術(shù)能較好地消除干擾。本章將對 GFDM 系統(tǒng)的基本原理作全面闡述，主要分為兩部分：GFDM 系統(tǒng)發(fā)射機(jī)原理介紹和不同信道下的接收機(jī)檢測技術(shù)的原理概述，并比較 GFDM 系統(tǒng)在不同接收機(jī)檢測技術(shù)下的誤符號率性能。2.1 GFDM 系統(tǒng)原理下面分別詳細(xì)介紹 GFDM 的發(fā)射和接收原理，并對不同的 GFDM 系統(tǒng)接收機(jī)檢測技術(shù)進(jìn)行分析。2.1.1 GFDM 系統(tǒng)發(fā)射機(jī)原理GFDM 系統(tǒng)發(fā)射機(jī)原理如圖 2.1 所示。

第二章 GFDM 系統(tǒng)原理概述 2,modSj knNk m S Sg n g n mN MN e (2-5)GFDM 系統(tǒng)兩種調(diào)制矩陣的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2.2 所示。圖 2.2 中左圖表示子載波數(shù) K 64，子符號數(shù) M 5，上采樣倍數(shù)SN K時的調(diào)制矩陣KA 的結(jié)構(gòu)示意圖，，從圖中可看出這種調(diào)制方式下的 GFDM 系統(tǒng)矩陣是塊循環(huán)矩形。圖 2.2 中右圖表示子載波數(shù) K 64，子符號數(shù) M 5，上采樣倍數(shù)SN K時的調(diào)制矩陣MA 的結(jié)構(gòu)示意圖
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN713

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2634364