【摘要】：近年來(lái),隨著移動(dòng)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(qiáng)、時(shí)頻效率高和可不添加循環(huán)前綴(Cyclic Prefix,CP)等優(yōu)點(diǎn)而受到人們的廣泛關(guān)注。但在實(shí)際應(yīng)用時(shí),由于無(wú)線信道中多徑效應(yīng)的存在,在不添加CP的UFMC系統(tǒng)中,符號(hào)間干擾(Inter Symbol Interference,ISI)是不可避免的。基于此,本文研究了在不添加CP的條件下,UFMC系統(tǒng)的信道估計(jì)技術(shù),并以此技術(shù)為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了在多徑時(shí)變信道下UFMC系統(tǒng)的信道估計(jì)方案。首先簡(jiǎn)述了UFMC系統(tǒng)的基本原理,并在多個(gè)方面對(duì)UFMC系統(tǒng)的性能進(jìn)行了分析。發(fā)現(xiàn)在相同系統(tǒng)參數(shù)下,UFMC系統(tǒng)的時(shí)頻效率要高于CP-OFDM,相對(duì)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(zhǎng)度的增加而減小。其次,分析了無(wú)線信道對(duì)UFMC系統(tǒng)造成的影響,并推導(dǎo)了在不添加循環(huán)前綴的情況下UFMC系統(tǒng)的信道估計(jì)與均衡結(jié)構(gòu)。重點(diǎn)分析了ITU-R信道對(duì)UFMC系統(tǒng)的影響,以及在IEEE 802.11信道條件下,針對(duì)不同的均方根時(shí)延擴(kuò)展,UFMC系統(tǒng)和CP-OFDM系統(tǒng)抗多徑時(shí)延的性能。發(fā)現(xiàn)在合理的系統(tǒng)參數(shù)下,由多徑效應(yīng)造成的ISI對(duì)UFMC系統(tǒng)影響很小,可忽略不計(jì),由此CP-OFDM系統(tǒng)中的信道估計(jì)與均衡技術(shù)也可用于UFMC系統(tǒng)。并通過(guò)MATLAB仿真,對(duì)比分析了在多徑信道、單徑時(shí)變信道和多徑時(shí)變信道條件下,UFMC和CP-OFDM系統(tǒng)在使用塊狀導(dǎo)頻或梳狀導(dǎo)頻進(jìn)行信道估計(jì)時(shí)的誤比特率。最后針對(duì)在多徑時(shí)變信道條件下,基于塊狀導(dǎo)頻或梳狀導(dǎo)頻的信道估計(jì)技術(shù)的不足,設(shè)計(jì)了一種基于混合導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)的信道估計(jì)方案,并對(duì)基于此方案的信道估計(jì)模塊進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)與功能驗(yàn)證。對(duì)MATLAB仿真結(jié)果的分析表明了在多徑時(shí)變信道條件下基于混合導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)的信道估計(jì)方案優(yōu)于單獨(dú)使用塊狀導(dǎo)頻和梳狀導(dǎo)頻的信道估計(jì)方案。對(duì)信道估計(jì)模塊的硬件設(shè)計(jì),也為實(shí)際應(yīng)用提供了參考,有利于實(shí)際工程中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。
【圖文】：

隨著CPL 和 L 的增大，系統(tǒng)的時(shí)頻效率變低況下，濾波器旁瓣衰減因子越大，UFMC 系統(tǒng)的時(shí)頻效率-OFDM 和 UFMC 的時(shí)頻效率與數(shù)據(jù)幀長(zhǎng) M 沒有關(guān)系，結(jié)果與文獻(xiàn)[27-28]相符，且 UFMC 的時(shí)頻效率與濾波器 系統(tǒng)。由此可知，在通信業(yè)務(wù)主要為短數(shù)據(jù)幀的應(yīng)用場(chǎng)DM 系統(tǒng)效率更高。頻偏性能分析信系統(tǒng)中，由于無(wú)線電波傳輸?shù)目臻g中存在著各種障礙物經(jīng)過(guò)不同的路徑，由于每一路徑的時(shí)延不同，到達(dá)接收端時(shí)個(gè)碼元，由于經(jīng)過(guò)了不同的路徑傳輸，碼元在不同的時(shí)間，在接收端收到的這個(gè)碼元，由于多徑的存在，它在時(shí)域著模糊。與此同時(shí)，如果發(fā)射端和接收端之間存在著相對(duì)號(hào)的頻率會(huì)發(fā)生隨機(jī)變化。即由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成了多普

圖 2.7 UFMC 和 CP-OFDM 系統(tǒng)在存在載波頻譜時(shí)的誤比特率圖中可得知，在存在 10%的載波頻頻偏時(shí)，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(shí)，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(guò)程中，無(wú)線信號(hào)在空中傳播，除了受多徑信道的影響，也會(huì)影響。在 CP-OFDM 系統(tǒng)中，接收端收到一個(gè)符號(hào)后，先去除循環(huán)前號(hào)進(jìn)行 N 點(diǎn) FFT 處理。但在 UFMC 系統(tǒng)中，由于在發(fā)送端對(duì)發(fā)送符，導(dǎo)致每個(gè)符號(hào)的長(zhǎng)度由原本的 N 點(diǎn)變?yōu)?N+L-1 點(diǎn)，其中 L 為濾波收到一個(gè) UFMC 符號(hào)后，由于其長(zhǎng)度超過(guò)了 N 點(diǎn)，又不能像在 CP-去除符號(hào)的一部分?jǐn)?shù)據(jù)，所以系統(tǒng)對(duì)接收符號(hào)進(jìn)行 2N 點(diǎn) FFT 處理，，刨除奇數(shù)位結(jié)果，剩下的 N 點(diǎn)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(zhǎng)度不能超過(guò) N 點(diǎn)，，也就是一個(gè) UFMC 符號(hào)的長(zhǎng)度
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN929.53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2657887