【摘要】：濾波器組多載波技術(shù)/交錯(cuò)正交幅度調(diào)制(Filter Bank based Multi-Carrier/Offset Quadrature Amplitude Modulation,FBMC/OQAM)技術(shù)方案由于頻譜旁瓣泄露低、無需循環(huán)前綴、頻譜效率高、接收端無需嚴(yán)格正交同步等方面的突出優(yōu)優(yōu)勢,在5G物理層方面,已大體上成為未來能夠替代正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技術(shù)的一種可選技術(shù)方案。然而FBMC系統(tǒng)由于采用了OQAMM調(diào)制方案使得系統(tǒng)只在實(shí)數(shù)域滿足子載波的正交性,在虛數(shù)域存在固有干擾,使得在OFDM系統(tǒng)中通常使用的一些經(jīng)典的技術(shù)不能在FBMC系統(tǒng)中直接應(yīng)用,尤其在FBMC系統(tǒng)的信道估計(jì)方面仍面臨一些挑戰(zhàn)。本文的主要研究工作包括:(1)分析討論了面向5G的4種多載波傳輸技術(shù)。介紹了OFDM、FBMC、廣義頻分復(fù)用(Generαlized Frequency Division Multiplexing,GFDM)和通用濾波多載波(IUniversal Filtered Multi-Carrier,IUFMC)等的理論基礎(chǔ)和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn);主要研究FBMC系統(tǒng)的基本原理,包括原型濾波器的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)框架以及OQAM調(diào)制的特點(diǎn);通過仿真對FBMC系統(tǒng)和OFDM系統(tǒng)的性能進(jìn)行了對比,并與其他兩種非止交多載波傳輸技術(shù)的性能及其優(yōu)勢進(jìn)行了比較。(2)對傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)在頻域上的信道估計(jì)方法進(jìn)行了研究。分析了OFDM系統(tǒng)調(diào)制原理、特性和循環(huán)前綴的插入方法;通過具體的Matlab仿真分析了OFDM系統(tǒng)各方面的性能;研究究了在塊狀導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)的條件下OFDM系統(tǒng)中傳統(tǒng)的信道估計(jì)方法;最小二乘法法(lLeast Square,LS)、最小均方誤差法(Minimum Mean Square Error Method,MMSE)、線性最小均方誤差(J.inear Minimum Mean Square Error.LMMSE)方法和奇異值分解方法(Singular Value Decomposition Mcthod,SVD),并經(jīng)過Matlab仿真分析了這幾類方法的估計(jì)特性。(3)對FBMC系統(tǒng)中基于干擾近似算法(Tnterference Approximation Method,IAM)的導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)算法進(jìn)行了研究。著重研究了FBMC/OQAM系統(tǒng)的虛部干擾問題,并對1A-M導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),在IAM導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上研究了一種基于這代的FBMC/OQAM系統(tǒng)IAM前導(dǎo)估計(jì)算法。該算法采用一種新的三列導(dǎo)頻結(jié)構(gòu),同時(shí)采用多次迭代方法獲得精度更高的信道信息,重構(gòu)相鄰符號間和子載波間干擾,從而提升信道估計(jì)性能。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.5
【圖文】：

圖 2-1 傳統(tǒng)的多載波和 OFDM 技術(shù)頻譜利用圖1 conventional multi-carrier and OFDM spectrum utiliza基帶信號模型送端【52】，連續(xù)的基帶等效 OQAM 信號表達(dá)式 12,0mMj tTm nm n Zs t a g t nT e 1 是在第n 個(gè)OFDM符號中在第m個(gè)子載波間間隔，M 表示子載波個(gè)數(shù)， g t 1,0 t 率間隔為 f 1/T，則式(2.1)可以表示成： 12,0Mj m ftm nn Z ms t a e g t nT ， ,0,1,..., 1m na m M 被調(diào)制到了第 n 個(gè) OFD 系統(tǒng)的正交性可以表示為：2 20110l kTj f j fl kl ka a e e dtTl k

圖 2-2 OFDM 子載波頻譜圖Fig.2-2 Subcarrier spectrum diagram of OFDM system由多徑產(chǎn)生的干擾，OFDM 系統(tǒng)將保護(hù)間隔插入到相鄰的符號之大于系統(tǒng)的最大多徑時(shí)延時(shí)，就可以抵抗多徑引起的 ISI。然而即空白符號的話，就將損壞子載波之間的正交性而產(chǎn)生 ICI。所數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是 OFDM 符號后面的一段數(shù)據(jù)，這樣就會(huì)形成循一個(gè)符號周期內(nèi)傳輸?shù)亩际怯行?shù)據(jù)，而且在 FFT 長度內(nèi)包含整保證了正交性，又達(dá)到抵抗 ICI 的作用。圖 2-3 所示為 ICI 產(chǎn)生

護(hù)間隔里填充數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是 OFDM 符號后面的一段數(shù)據(jù)，這樣就會(huì)形成循環(huán)前綴，如此可以保證在一個(gè)符號周期內(nèi)傳輸?shù)亩际怯行?shù)據(jù)，而且在 FFT 長度內(nèi)包含整數(shù)個(gè)子載波的周期，既保證了正交性，又達(dá)到抵抗 ICI 的作用。圖 2-3 所示為 ICI 產(chǎn)生的示意圖。圖 2-3 插入保護(hù)間隔造成的 ICIFig.2-3 Insert ICI caused by guard interval圖2-4是為OFDM系統(tǒng)插入保護(hù)間隔的過程，其中子載波數(shù)為M，保護(hù)間隔長度為gT ，OFDM 系統(tǒng)中信號的有效符號長度為fT ，OFDM 符號總長度是sT 。研究表明，如果在OFDM 中插入循環(huán)前綴的長度大于 OFDM 符號周期的四分之一，系統(tǒng)就能同時(shí)較好的抵抗 ISI 和 ICI 干擾。

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本文編號：2783432