發(fā)布時(shí)間：2017-04-25 23:03

  本文關(guān)鍵詞：單載波分?jǐn)?shù)階傅里葉域均衡系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：單載波頻域均衡(SC-FDE)技術(shù)可以有效地解決頻率選擇性信道引起的多徑衰落問(wèn)題,是寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)中的一項(xiàng)重要技術(shù)。SC-FDE系統(tǒng)和OFDM系統(tǒng)所包含的運(yùn)算模塊類似,但是它的峰值平均功率比更低,而且對(duì)頻偏影響不明顯,因此成為第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。然而,當(dāng)無(wú)線信道為快速時(shí)變信道時(shí),基于Fourier變換的SC-FDE系統(tǒng)的頻域子信道間不再相互正交,使系統(tǒng)的性能下降。為了減小子信道間的干擾,本文提出了基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換(Fractional Fourier Transform,Fr FT)的SC-Fr FDE系統(tǒng)。通過(guò)選擇合適的分?jǐn)?shù)階Fourier變換階次;加入基于該階次的循環(huán)前綴,SC-Fr FDE系統(tǒng)可以有效地降低時(shí)變信道帶來(lái)的干擾問(wèn)題,提高系統(tǒng)的性能。關(guān)于本論文所作出的詳細(xì)工作和科研創(chuàng)新,下面將逐一講述:(1)本文介紹了Fr FT的應(yīng)用現(xiàn)狀以及Fr FT的定義和相關(guān)性質(zhì)。由于SC-Fr FDE系統(tǒng)所采用的信號(hào)均為離散信號(hào),本文詳細(xì)介紹了離散分?jǐn)?shù)階傅里葉變換(Discrete Fractional Fourier Transform,DFr FT)的定義以及它的一個(gè)重要性質(zhì)——隱含的chirp周期性。在應(yīng)用DFr FT將信號(hào)變換到分?jǐn)?shù)階Fourier域之后,為了減小分?jǐn)?shù)階Fourier域信道間的干擾,實(shí)現(xiàn)SC-Fr FDE系統(tǒng)在分?jǐn)?shù)階Fourier域的簡(jiǎn)單均衡,本文認(rèn)真研究了分?jǐn)?shù)階圓周卷積定理。(2)給出了基于chirp循環(huán)前綴(chirp Cyclic Prefix,chirp CP)的SC-Fr FDE系統(tǒng)模型,隨后提出了基于零前綴的SC-Fr FDE系統(tǒng)模型。chirp CP是將發(fā)送信號(hào)尾部的數(shù)據(jù)按照chirp周期性進(jìn)行復(fù)制到保護(hù)間隔。零前綴的加入方法是使發(fā)送端信號(hào)尾部的數(shù)據(jù)置為0(該長(zhǎng)度與循環(huán)前綴的長(zhǎng)度相同),每組數(shù)據(jù)之前的保護(hù)間隔的數(shù)據(jù)也設(shè)置為0。無(wú)論是chirp CP還是零前綴,在最優(yōu)分?jǐn)?shù)階Fourier階次下,都可以使SC-Fr FDE系統(tǒng)性能明顯好于傳統(tǒng)的SC-FDE系統(tǒng)。(3)給出了基于信道信息的最優(yōu)分?jǐn)?shù)階Fourier階次選取準(zhǔn)則,提出了實(shí)現(xiàn)該準(zhǔn)則的粗搜索和精搜索算法。Fr FT比Fourier變換多了一個(gè)自由參數(shù)——變換階次,因而它的應(yīng)用更加地靈活。為了選擇最優(yōu)的分?jǐn)?shù)階Fourier階次,本文給出了最優(yōu)階次選取準(zhǔn)則。然而根據(jù)該準(zhǔn)則逐一地搜索最優(yōu)階次的工程是很龐大的。為了減小搜索最優(yōu)變換階次的工程,本文提出了基于粗搜索與精搜索的最優(yōu)階次選擇算法。(4)本文給出了SC-Fr FDE系統(tǒng)的基于導(dǎo)頻的分段線性時(shí)變信道估計(jì)方法。SC-Fr FDE系統(tǒng)的最優(yōu)階次的選擇有賴于其時(shí)變信道估計(jì)。本文計(jì)算了用于信道估計(jì)的分?jǐn)?shù)階Fourier變換階次;研究了SC-Fr FDE系統(tǒng)的梳狀導(dǎo)頻加入方法,并結(jié)合信道的分段線性模型,對(duì)相對(duì)多普勒頻移小于0.1的線性時(shí)變信道進(jìn)行了估計(jì)。(5)將SC-Fr FDE系統(tǒng)的應(yīng)用從單天線擴(kuò)展到多天線,建立了MIMO SC-Fr FDE系統(tǒng);類比于單天線,推導(dǎo)了多天線下的最優(yōu)階次選取準(zhǔn)則;最后,為了說(shuō)明本文所提出系統(tǒng)的實(shí)用性,文章對(duì)最優(yōu)分?jǐn)?shù)階Fourier變換階次下的MIMO SC-Fr FDE系統(tǒng)的復(fù)雜度進(jìn)行了分析。當(dāng)無(wú)線通信系統(tǒng)中收發(fā)雙方之間存在著較大的多普勒頻移時(shí),包含多發(fā)多收天線之間信道狀態(tài)信息的頻域信道矩陣不再是塊對(duì)角矩陣,非對(duì)角部分即是時(shí)變信道所引起的干擾。為降低快速時(shí)變信道帶來(lái)的子信道間干擾,本文提出了采取分?jǐn)?shù)階Fourier域均衡來(lái)代替Fourier域均衡的MIMO SC-Fr FDE系統(tǒng)模型。
【關(guān)鍵詞】：DFrFT 時(shí)變信道 最優(yōu)分?jǐn)?shù)階 Fourier 變換階次 chirp CP 零前綴 分段線性信道估計(jì) SC-FrFDE
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN911.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-19
• 1.1 引言12-13
• 1.2 單載波頻域均衡技術(shù)及分?jǐn)?shù)階傅里葉變換簡(jiǎn)介13-15
• 1.2.1 單載波頻域均衡技術(shù)13-14
• 1.2.2 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換14-15
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 論文的主要工作和內(nèi)容安排17-19
• 2 SC-FDE系統(tǒng)及分?jǐn)?shù)階傅里葉變換概述19-33
• 2.1 引言19
• 2.2 SC-FDE系統(tǒng)19-24
• 2.2.1 SC-FDE系統(tǒng)原理19-22
• 2.2.2 頻域均衡方法22-24
• 2.3 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換理論24-32
• 2.3.1 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的定義及性質(zhì)24-26
• 2.3.2 離散分?jǐn)?shù)階傅里葉變換及chirp周期性26-30
• 2.3.3 分?jǐn)?shù)階圓周卷積定理30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 3 SC-FrFDE系統(tǒng)及最優(yōu)分?jǐn)?shù)階階次選擇算法33-55
• 3.1 引言33
• 3.2 基于chirp循環(huán)前綴的SC-FrFDE系統(tǒng)33-40
• 3.2.1 系統(tǒng)框圖33-34
• 3.2.2 chirp循環(huán)前綴加入方法34-35
• 3.2.3 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)分析35-38
• 3.2.4 仿真結(jié)果及討論38-40
• 3.3 基于零前綴的SC-FrFDE系統(tǒng)40-48
• 3.3.1 系統(tǒng)框圖40-41
• 3.3.2 零前綴加入方法41-43
• 3.3.3 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)分析43-45
• 3.3.4 仿真結(jié)果及討論45-48
• 3.4 最優(yōu)分?jǐn)?shù)階傅里葉變換階次選擇48-53
• 3.4.1 最優(yōu)階次選取準(zhǔn)則48-49
• 3.4.2 最優(yōu)階次搜索算法49-51
• 3.4.3 仿真結(jié)果及討論51-53
• 3.5 本章小結(jié)53-55
• 4 SC-FrFDE系統(tǒng)中基于導(dǎo)頻的分段線性時(shí)變信道估計(jì)55-72
• 4.1 引言55-56
• 4.2 信道分段線性假設(shè)下的SC-FrFDE系統(tǒng)模型56-62
• 4.2.1 信道估計(jì)采用的分?jǐn)?shù)階Fourier變換階次56-59
• 4.2.2 SC-FrFDE系統(tǒng)的導(dǎo)頻加入方法59-60
• 4.2.3 分段線性時(shí)變信道模型60-62
• 4.3 基于導(dǎo)頻的分段線性時(shí)變信道估計(jì)算法62-66
• 4.3.1 信道估計(jì)算法62-64
• 4.3.2 導(dǎo)頻圖案設(shè)計(jì)64-66
• 4.4 仿真結(jié)果及討論66-71
• 4.4.1 導(dǎo)頻分布對(duì)信道估計(jì)算法的影響67-68
• 4.4.2 多普勒頻率對(duì)信道估計(jì)算法的影響68-69
• 4.4.3 本章算法與LS算法的比較69-70
• 4.4.4 SC-FrFDE與SC-FDE的比較70-71
• 4.5 本章小結(jié)71-72
• 5 MIMO SC-FrFDE系統(tǒng)72-80
• 5.1 引言72
• 5.2 MIMO SC-FrFDE系統(tǒng)框圖及數(shù)學(xué)分析72-74
• 5.3 多天線下的最優(yōu)階次選取準(zhǔn)則74-75
• 5.4 系統(tǒng)復(fù)雜度分析75-77
• 5.5 仿真結(jié)果及討論77-79
• 5.6 本章小結(jié)79-80
• 6 總結(jié)與展望80-82
• 6.1 總結(jié)80-81
• 6.2 展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-85
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85-86
• 致謝86

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 王永學(xué);陳芳炯;韋崗;;基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的正交頻分復(fù)用系統(tǒng)同步分析[J];電子學(xué)報(bào);2006年09期

2 ;Fractional Fourier domain equalization for single carrier broadband wireless systems[J];Science China(Information Sciences);2012年10期

3 胡蝶;楊綠溪;;MIMO OFDM系統(tǒng)時(shí)變信道估計(jì)及最優(yōu)導(dǎo)頻分布[J];應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào);2006年06期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張永生;OFDM與SC-FDE中的信道估計(jì)技術(shù)[D];山東大學(xué);2005年

  本文關(guān)鍵詞：單載波分?jǐn)?shù)階傅里葉域均衡系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：327221