發(fā)布時間：2020-05-10 20:54

【摘要】：近年來,隨著移動通信的發(fā)展,通用濾波多載波(Universal Filtered Multi Carrier,UFMC)技術(shù)由于其帶外輻射低、抗載波頻偏能力強、時頻效率高和可不添加循環(huán)前綴(Cyclic Prefix,CP)等優(yōu)點而受到人們的廣泛關(guān)注。但在實際應用時,由于無線信道中多徑效應的存在,在不添加CP的UFMC系統(tǒng)中,符號間干擾(Inter Symbol Interference,ISI)是不可避免的�；诖�,本文研究了在不添加CP的條件下,UFMC系統(tǒng)的信道估計技術(shù),并以此技術(shù)為基礎(chǔ),設(shè)計并實現(xiàn)了在多徑時變信道下UFMC系統(tǒng)的信道估計方案。首先簡述了UFMC系統(tǒng)的基本原理,并在多個方面對UFMC系統(tǒng)的性能進行了分析。發(fā)現(xiàn)在相同系統(tǒng)參數(shù)下,UFMC系統(tǒng)的時頻效率要高于CP-OFDM,相對于CP-OFDM,UFMC可以節(jié)省大約20%的頻譜資源,并且UFMC系統(tǒng)的抗載波頻偏性能也要優(yōu)于CP-OFDM。在高斯白噪聲信道下,UFMC系統(tǒng)的誤比特率隨著濾波器長度的增加而減小。其次,分析了無線信道對UFMC系統(tǒng)造成的影響,并推導了在不添加循環(huán)前綴的情況下UFMC系統(tǒng)的信道估計與均衡結(jié)構(gòu)。重點分析了ITU-R信道對UFMC系統(tǒng)的影響,以及在IEEE 802.11信道條件下,針對不同的均方根時延擴展,UFMC系統(tǒng)和CP-OFDM系統(tǒng)抗多徑時延的性能。發(fā)現(xiàn)在合理的系統(tǒng)參數(shù)下,由多徑效應造成的ISI對UFMC系統(tǒng)影響很小,可忽略不計,由此CP-OFDM系統(tǒng)中的信道估計與均衡技術(shù)也可用于UFMC系統(tǒng)。并通過MATLAB仿真,對比分析了在多徑信道、單徑時變信道和多徑時變信道條件下,UFMC和CP-OFDM系統(tǒng)在使用塊狀導頻或梳狀導頻進行信道估計時的誤比特率。最后針對在多徑時變信道條件下,基于塊狀導頻或梳狀導頻的信道估計技術(shù)的不足,設(shè)計了一種基于混合導頻結(jié)構(gòu)的信道估計方案,并對基于此方案的信道估計模塊進行了硬件設(shè)計與功能驗證。對MATLAB仿真結(jié)果的分析表明了在多徑時變信道條件下基于混合導頻結(jié)構(gòu)的信道估計方案優(yōu)于單獨使用塊狀導頻和梳狀導頻的信道估計方案。對信道估計模塊的硬件設(shè)計,也為實際應用提供了參考,有利于實際工程中的設(shè)計與應用。
【圖文】：

隨著CPL 和 L 的增大，系統(tǒng)的時頻效率變低況下，濾波器旁瓣衰減因子越大，UFMC 系統(tǒng)的時頻效率-OFDM 和 UFMC 的時頻效率與數(shù)據(jù)幀長 M 沒有關(guān)系，結(jié)果與文獻[27-28]相符，且 UFMC 的時頻效率與濾波器 系統(tǒng)。由此可知，在通信業(yè)務主要為短數(shù)據(jù)幀的應用場DM 系統(tǒng)效率更高。頻偏性能分析信系統(tǒng)中，由于無線電波傳輸?shù)目臻g中存在著各種障礙物經(jīng)過不同的路徑，由于每一路徑的時延不同，到達接收端時個碼元，由于經(jīng)過了不同的路徑傳輸，碼元在不同的時間，在接收端收到的這個碼元，由于多徑的存在，它在時域著模糊。與此同時，如果發(fā)射端和接收端之間存在著相對號的頻率會發(fā)生隨機變化。即由于相對運動造成了多普

圖 2.7 UFMC 和 CP-OFDM 系統(tǒng)在存在載波頻譜時的誤比特率圖中可得知，在存在 10%的載波頻頻偏時，隨著調(diào)制階數(shù)的增加，系在系統(tǒng)的調(diào)制方式階數(shù)較高時，比如 16QAM 和 64QAM 調(diào)制方式，特信噪比的增加基本沒有改變。噪聲分析與頻譜效率比較線通信過程中，無線信號在空中傳播，除了受多徑信道的影響，也會影響。在 CP-OFDM 系統(tǒng)中，接收端收到一個符號后，先去除循環(huán)前號進行 N 點 FFT 處理。但在 UFMC 系統(tǒng)中，由于在發(fā)送端對發(fā)送符，導致每個符號的長度由原本的 N 點變?yōu)?N+L-1 點，其中 L 為濾波收到一個 UFMC 符號后，由于其長度超過了 N 點，又不能像在 CP-去除符號的一部分數(shù)據(jù)，所以系統(tǒng)對接收符號進行 2N 點 FFT 處理，，刨除奇數(shù)位結(jié)果，剩下的 N 點結(jié)果就是接收數(shù)據(jù)。由于在接收端理，所以濾波器的長度不能超過 N 點，，也就是一個 UFMC 符號的長度
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.53

【參考文獻】

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本文編號：2657887