發(fā)布時(shí)間：2020-07-22 22:04

【摘要】：近年來,移動通信數(shù)據(jù)流量的需求量迅猛增長,效率高、靈活性強(qiáng)的多載波調(diào)制(Multi-Carrier Modulation,MCM)技術(shù)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。在現(xiàn)有的多載波調(diào)制技術(shù)中,正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)因收發(fā)機(jī)復(fù)雜度低、抗多徑干擾能力強(qiáng)及頻譜利用率高等優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)中,但同時(shí)帶外輻射大、系統(tǒng)峰均比高、對同步要求嚴(yán)格等缺點(diǎn)顯而易見,在很多場景中限制了 其應(yīng)用。廣義頻分復(fù)用技術(shù)(Generalized Frequency Division Multiplexing,GFDM)是一種新型的多載波調(diào)制技術(shù),在保留OFDM的一些優(yōu)勢外,GFDM有其獨(dú)特的優(yōu)勢,如可靈活的選擇脈沖整形濾波器以獲得較低的帶外輻射、可靈活的調(diào)整時(shí)頻結(jié)構(gòu)以滿足不同場景的需求等。本文旨在探索多用戶異步傳輸場景下如何進(jìn)一步增強(qiáng)GFDM調(diào)制方式對時(shí)頻偏的魯棒性,主要研究內(nèi)容如下:(1)首先研究了 GFDM的基本原理并給出收發(fā)機(jī)的頻域模型,為了進(jìn)一步了解GFDM系統(tǒng)的通信性能,仿真分析了在高斯信道和多徑衰落信道下,GFDM使用不同滾降系數(shù)的脈沖整形濾波器及不同接收機(jī)時(shí)系統(tǒng)的誤碼率性能。其次,從幀結(jié)構(gòu)上對比了 OFDM、SC-FDE及SC-FDM與GFDM的異同,體現(xiàn)了 GFDM幀結(jié)構(gòu)的靈活性。最后,本論文以LTE中3MHz和20MHz帶寬為參考設(shè)計(jì)了 GFDM幀結(jié)構(gòu),仿真表明相比于OFDM,GFDM抵抗時(shí)頻偏移的能力更強(qiáng),更適用于多用戶異步傳輸場景。(2)研究了 GFDM系統(tǒng)抵抗定時(shí)偏差的方法。由于定時(shí)偏差導(dǎo)致符號邊界跳變,從而使信號的帶外輻射加大,相應(yīng)地增大了多用戶間的干擾。針對此問題,本論文采用時(shí)域加窗技術(shù)使符號邊界逐漸過渡到零,減少由符號跳變帶來的頻譜泄露,仿真表明,當(dāng)定時(shí)偏差大于循環(huán)前綴長度時(shí),加窗后用戶間干擾可以降低4dB左右,同時(shí)帶外輻射降低40dB左右。(3)研究了 GFDM系統(tǒng)抵抗載波頻率偏差的方法。首先研究GFDM使用不同脈沖整形濾波器時(shí)的誤碼率及帶外輻射大小,分析了 GFDM系統(tǒng)采用升余弦(Raised Cosine,RC)脈沖整形濾波器的原因,然而由于RC濾波器導(dǎo)致子載波間頻譜重疊,對載波頻偏比較敏感。針對此問題,本論文提出在GFDM系統(tǒng)中使用部分響應(yīng)編碼技術(shù)降低系統(tǒng)對載波頻偏的敏感程度,仿真驗(yàn)證了其優(yōu)勢。
【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】：TN929.53
【圖文】：

１．３論文的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排逡逑在多用戶通信場景，必須保證不對相鄰頻帶內(nèi)其他疋在通信的用戶產(chǎn)生干擾，因逡逑此較小的帶外福射對于多甩戶場景尤為重要。圖１．１為兩用戶異步傳輸場景，假設(shè)用逡逑戶１嚴(yán)格同步，白色填充虛線框表示用戶２嚴(yán)格同步時(shí)的情況，紫色填充框表示用戶逡逑２存在ＣＦＯ和ＴＯ時(shí)的情況。逡逑Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ逡逑／＊邋＼逡逑ｆ邐甬b6？粗同步逡逑存被Ｆ０和Ｔ０逡逑用戶２逡逑嚴(yán)格Ｉ＃邐ｉ邋Ｊ逡逑］ＣＦ０逡逑ＧＯ逡逑用戶１邐ＴＯ逡逑嚴(yán)格同步逡逑邐邐？逡逑Ｔｉｍｅ逡逑圖１．１多用戶異步傳輸模型逡逑４逡逑

逡逑圖１．２中給出了用戶１和用戶２的功率譜密度示意圖，綠色填充框表示用戶１嚴(yán)逡逑格同步時(shí)的ＰＳＤ；①為用戶２嚴(yán)格同步時(shí)的ＰＳＤ，②為甩戶２存在ＴＯ及ＣＦＯ為負(fù)逡逑時(shí)的ＰＳＤ；③為甩戶２只存在ＴＯ時(shí)的ＰＳＤ，④為甩戶２存在ＴＯ及ＣＦＯ為正時(shí)的逡逑ＰＳＤ。ＴＯ帶來頻譜泄露，使得功率譜密度帶外輻射變大，ＣＦＯ使得用戶２的功率譜逡逑密度左右搬移，從而給相鄰用戶帶來干擾。逡逑Ａ邋ＰＳＤ逡逑用戶１邋ＧＣ邐用戶２逡逑Ｈｉ邋＼邋—逡逑Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ逡逑圖１．２用戶１和用戶２的功率譜密度示意圖逡逑本論文以ＧＦＤＭ系統(tǒng)為研宄對象，從降低帶外衰減、抵抗較大定時(shí)偏差及頻率逡逑偏移等角度出發(fā)，綜合對比ＯＦＤＭ系統(tǒng)與ＧＦＤＭ系統(tǒng)的頻譜效率、時(shí)頻魯棒性等關(guān)逡逑鍵性能指標(biāo)，然后探宄如何進(jìn)一步降低ＧＦＤＭ調(diào)制方法對同步誤差的敏感度。論文逡逑結(jié)構(gòu)安排如下：逡逑第一章首先介紹了課題的研究背景和意義

２．１邋ＧＦＤＭ系統(tǒng)基本原理逡逑２．１．１邋ＧＦＤＭ基本原理逡逑ＧＦＤＭ是一種基于塊傳輸?shù)姆钦欢噍d波調(diào)制技術(shù)，其收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)框圖如圖２．１逡逑所示［２６］。逡逑Ａ邐Ｈ逡逑ｉＳｆ邋１信道編碼－＾數(shù)字調(diào)制一＾邋ＧＦＤＭ調(diào)制＾？邋加ＣＰ邋＾？無線信道逡逑°逡逑同步逡逑Ｂ邐｜文逡逑ｌｉＳｆ邋＇？—佶道解碼＜ｂ＾數(shù)字解調(diào)ＧＦＤＭ解調(diào)Ａ邋均衡邐去ＣＰ逡逑圖２．１邋ＧＦＤＭ系統(tǒng)收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)框圖逡逑在發(fā)射端，由信源生成二進(jìn)制數(shù)據(jù)矢量ｂ，經(jīng)過信道編碼后得到ｂｅ，然后經(jīng)過數(shù)逡逑字調(diào)制模塊得到復(fù)值信號ｄ。ｄ是表示包含了尤個(gè)子載波、Ｍ個(gè)子符號的數(shù)據(jù)塊，即逡逑ｄ邋＝邋（ｄ／，七Ｖ？．，ｆ，ｄｍ邋＝邋＠。ｍ，＜ｍ，…ｆ，全部的符號數(shù)為邋Ｎ＝ＫＭ，實(shí)中邋ｄｋ邋ｍ逡逑表示調(diào)制塊上第Ａ個(gè)子載波第ｍ個(gè)子符號攜帶的數(shù)據(jù)，ｄｍ表示第ｍ個(gè)子符號上所有逡逑尤個(gè)子載波所攜帶的數(shù)據(jù)，接著將ｄ輸入至ＧＦＤＭ調(diào)制器得到信號ｘ。逡逑ＧＦＤＭ調(diào)制器框圖如圖２．２所示。將數(shù)字調(diào)制后的符號經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換及尤倍過逡逑采樣后，與相應(yīng)的脈沖整形濾波器做循環(huán)卷積，此時(shí)每個(gè)子符號上的脈沖逡逑整形濾波器都是由前一個(gè)子符號的脈沖整形濾波器經(jīng)循環(huán)移位后得到的，然后將各路逡逑信號調(diào)制到相應(yīng)的載波頻率上。第Ａ個(gè)子載波上的第ｍ個(gè)子符號之＾對應(yīng)的脈沖整逡逑形濾波器的時(shí)域表達(dá)式為：逡逑ｊ２７ｒ—ｎ逡逑ｇｋｍ［ｎ］邋＝邋ｇ［（ｎ－ｍＫ）邋ｍｏｄ邋Ｎ］－ｅＪ邋Ｋ邐（２－１）逡逑其中

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 楊路;朱嘉羲;馬廣浩;;OFDM系統(tǒng)中基于二階多項(xiàng)式奈奎斯特窗的邊帶加窗技術(shù)研究[J];重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年03期

2 龐宗山;李小民;鄭宗貴;;載波頻偏對OFDM系統(tǒng)的影響分析及仿真[J];信息技術(shù);2011年02期

3 丁天昌;;梯形窗函數(shù)性能分析[J];東北重型機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào);1990年02期

本文編號：2766416