【摘要】：廣義頻分復(fù)用GFDM是一種以O(shè)FDM技術(shù)為基礎(chǔ),結(jié)合濾波器組多載波技術(shù)的新波形,具有低峰均比、低帶外輻射、高頻譜利用率等優(yōu)勢,是未來移動通信中非常具有潛力的物理層波形。目前,絕大多數(shù)關(guān)于GFDM的研究不考慮信道的影響,然而同步和信道估計是系統(tǒng)設(shè)計必須解決的問題,因此對同步技術(shù)和信道估計技術(shù)進行研究具有重要意義。本文重點研究了GFDM系統(tǒng)中基于前導(dǎo)碼的同步技術(shù)和信道估計導(dǎo)頻干擾消除算法。本文的主要研究工作如下:1.對GFDM系統(tǒng)相關(guān)理論進行了研究。包括GFDM基本調(diào)制解調(diào)原理、低復(fù)雜度的GFDM調(diào)制解調(diào)器以及系統(tǒng)的成形濾波器設(shè)計。2.對基于前導(dǎo)碼的GFDM同步技術(shù)進行了研究。(1)針對現(xiàn)有算法受大頻偏影響導(dǎo)致同步性能惡化的問題,提出了一種改進的可以糾正大頻偏的GFDM時頻同步算法。仿真結(jié)果表明:在大頻偏情況下,改進算法同步性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有算法,且頻偏估計范圍可達(dá)整個系統(tǒng)帶寬。(2)針對現(xiàn)有算法可用子載波少于總子載波數(shù)時,導(dǎo)致第一徑定時超前的問題,提出了一種基于統(tǒng)計優(yōu)化的GFDM定時同步算法。仿真結(jié)果表明:當(dāng)SNR大于4dB后,改進算法的第一徑檢測性能遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有算法。(3)針對平坦衰落信道環(huán)境,提出了基于特殊接收機處理流程的低復(fù)雜度的GFDM時頻同步算法。該算法定時同步不受其他旁峰干擾,定時準(zhǔn)確且頻偏估計范圍可達(dá)整個系統(tǒng)帶寬。3.對GFDM信道估計中的導(dǎo)頻干擾消除算法進行了研究。(1)針對第一類模型中,Pilot-IC算法的干擾近似處理帶來的信道估計性能損失和Tx-IC算法在總時隙數(shù)為偶數(shù)時,頻譜性能不理想的問題,提出了一種改進的基于ZF接收機的導(dǎo)頻干擾消除算法。仿真結(jié)果表明:改進算法的信道估計性能優(yōu)于Pilot-IC算法、頻譜性能遠(yuǎn)優(yōu)于Tx-IC算法。(2)針對第二類模型中OP算法和HM算法導(dǎo)頻干擾嚴(yán)重的問題,引入了一種無干擾導(dǎo)頻設(shè)計思想,將其應(yīng)用于GFDM系統(tǒng)中。仿真結(jié)果表明:無干擾導(dǎo)頻算法消除了OP算法和HM算法的信道估計均方誤差平臺和誤碼率平臺。(3)設(shè)計了全雙工GFDM系統(tǒng)中的無干擾導(dǎo)頻,搭建了全雙工GFDM平臺,并對其數(shù)字域自干擾抑制能力進行了仿真。仿真結(jié)果表明:基于無干擾導(dǎo)頻的全雙工GFDM系統(tǒng)能夠獲得與全雙工OFDM系統(tǒng)相媲美的數(shù)字自干擾抑制能力。
【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】：TN929.5
【圖文】：

整時隙數(shù)、子載波數(shù)和成形濾波器的參數(shù)，可以演變?yōu)?OFDM、SC-FDE 和 SC-FDM系統(tǒng)。因此，GFDM 的靈活性非常好。本章首先討論了 GFDM 調(diào)制解調(diào)原理，仿真了三種線性接收機下的系統(tǒng)誤碼率，然后研究了 GFDM 低復(fù)雜度的實現(xiàn)方式，最后討論了 GFDM 的成形濾波器設(shè)計。2.1 GFDM 系統(tǒng)基本原理2.1.1 GFDM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 2.1 為 GFDM 系統(tǒng)收發(fā)信機框圖。首先，發(fā)送端產(chǎn)生二進制發(fā)送序列，將其進行編碼和符號映射，得到 GFDM 串行的數(shù)據(jù)符號序列d ，對數(shù)據(jù)符號進行 GFDM調(diào)制，得到 GFDM 符號序列 x ，最后添加 CP 獲得待發(fā)送序列 x 。接收端首先進行同步處理，去掉接收序列中的 CP，獲得接收序列 y ，然后對接收序列進行均衡，消除衰落信道對信號的影響，獲得均衡后的信號 z ，最后進行 GFDM 解調(diào)，符號逆映射和譯碼獲得二進制接收序列 b 。

圖 2.2 GFDM 調(diào)制原理圖因此，GFDM 調(diào)制過程可以表示為1 1, ,0 0( ) ( ) , 0, , 1K Mk m k mk mx n g n d n N (2-1其中，2,( ) (( )mod )kj nKk mg n g n mk N e (2-2式中，,( )k mg n 表示成形濾波器的系數(shù)。由以上的描述可知，GFDM 是塊濾波結(jié)構(gòu)的信號，為了更進一步的解釋 GFDM的符號結(jié)構(gòu)，圖 2.3 給出了 K=4，M=3 的 GFDM 數(shù)據(jù)符號塊和符號結(jié)構(gòu)名稱。其中橫軸代表時隙，縱軸代表子載波。結(jié)合 GFDM 的符號結(jié)構(gòu)和式(2-2)可知，第 k 個子載波第 m 時隙的成形濾波器系數(shù)為,( )k mg n ，因此式（2-1）的矩陣表達(dá)式為

第二章 GFDM 系統(tǒng)相關(guān)理論0,0 1, 1 0,00,0 1, 1 1, 1(0) (0)( 1) ( 1)K MK M K Mg g dx dg N g N d = A (2-3)式中，矩陣A 包含完整的 GFDM 調(diào)制過程，因此稱該矩陣為 GFDM 調(diào)制矩陣。調(diào)制矩陣A 的維度為N N，每一列代表一個成形濾波器的系數(shù)。圖 2.4 給出了調(diào)制矩陣A 的仿真圖。仿真參數(shù)為 K=4、M=7、成形濾波器采用滾降因子為 0.1 的 RC 濾波器。

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 郭漪;劉剛;葛建華;張武軍;;OFDM系統(tǒng)中的定時和頻率同步[J];西安電子科技大學(xué)學(xué)報;2007年06期

2 張繼東,鄭寶玉;基于導(dǎo)頻的OFDM信道估計及其研究進展[J];通信學(xué)報;2003年11期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 柳穎;FBMC系統(tǒng)中降低峰均比方法的研究[D];東南大學(xué);2017年

2 張立碧;基于濾波器組的調(diào)制解調(diào)技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2016年

3 趙瑞芳;非正交多載波傳輸技術(shù)的研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

本文編號：2766486