面向5G的新型多載波調制技術研究及硬件實現(xiàn)
發(fā)布時間:2022-01-14 07:11
隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,越來越多的應用場景應運而生,無線業(yè)務流量需求迅猛增長,迫切需要發(fā)展第五代移動通信(5G)以適應新的需求。在波形方面,正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技術在4G中發(fā)揮了很大的作用,但同時也存在一些缺點,特別是其嚴格的正交性和較大的旁瓣損耗。對于5G極高的性能要求,學術界提出使用濾波器組多載波調制(Filter Bank Multi Carrier,FBMC)技術,提高頻譜效率,減小旁瓣損耗。與OFDM相比FBMC擁有優(yōu)越的頻譜效率,較小的帶外泄露,寬松的同步要求等優(yōu)點。本文在美國國家儀器(National Instrument,NI)的通用軟件無線電外設可重置設備(USRP-RIO)上,從硬件實現(xiàn)的角度對FBMC技術關鍵模塊進行研究并設計一套FBMC系統(tǒng)原型驗證機,在實際場景下進行測試和評估,發(fā)掘FBMC技術的潛力。主要工作如下:首先,對FBMC系統(tǒng)基帶處理的關鍵模塊進行了原理分析、系統(tǒng)仿真。在原理分析部分,主要研究了FBMC與OFDM原型濾波器的不同以及頻譜效率的差異,并對F...
【文章來源】:東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
GFDM的收發(fā)機原理圖
因此K個連續(xù)的 IFFT 輸出在時域上重疊。 因此,濾波器組輸出由重疊和求和操作完成,如圖2-9 所示:圖 2-9 采用擴展 FFT 實現(xiàn)的 FBMC 的原理圖相應的,接收端是通過擴展 FFT 實現(xiàn)的,擴展 FFT 的長度是KM 。在 FBMC 中,F(xiàn)FT 輸入的信號是重疊的,所以使用經(jīng)典的滑動窗口來將多路數(shù)據(jù)解出。在 FFT 的輸出端,借助加權解擴操作來恢復數(shù)據(jù)元素,其細節(jié)在圖 2-10 中給出。實際上,數(shù)據(jù)恢復取決于奈奎斯特濾波器的頻率系數(shù)的特性,在 FFT 模塊之后加入“加權解擴”模塊,其中濾波器的頻率系數(shù)滿足奈奎斯特定律,表示為:21111Kkk KHK (2-17)
圖 2-13 含有前導數(shù)據(jù)的 FBMC 沖擊波形這里,前導有兩個符號長度(P1),需要傳輸 K 1個符號長度,從而用設定好進行信道測量。這時,數(shù)據(jù)序列的上升階段和前導碼的衰減階段重疊。最后,輸兩個前導符號和SN 個數(shù)據(jù)符號,那么傳輸脈沖的長度就是2 2 1 S N K ,可以在考慮頻率和性能的情況下,進行一些縮短。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]5G通信測試技術挑戰(zhàn)[J]. 詹建. 國外電子測量技術. 2017(05)
[2]MUSA:面向5G IoT的免調度高過載接入方案[J]. 袁志鋒,曹偉,黃偉芳,田力. 電信網(wǎng)技術. 2016(11)
[3]5G空口統(tǒng)一框架初探空口統(tǒng)一框架初探:軟件定義空口[J]. 倪吉慶,孫奇,崔春風. 中興通訊技術. 2016(03)
[4]Prototype for 5G New Air Interface Technology SCMA and Performance Evaluation[J]. LU Lei,CHEN Yan,GUO Wenting,YANG Huilian,WU Yiqun,XING Shuangshuang. 中國通信. 2015(S1)
[5]Non-Orthogonal Multiple Access(NOMA) for Future Downlink Radio Access of 5G[J]. LI Anxin,LAN Yang,CHEN Xiaohang,JIANG Huiling. 中國通信. 2015(S1)
[6]面向5G的PDMA圖樣分割多址接入技術[J]. 康紹莉,戴曉明,任斌. 電信網(wǎng)技術. 2015(05)
[7]5G移動通信發(fā)展趨勢與若干關鍵技術[J]. 尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,鄔賀銓. 中國科學:信息科學. 2014(05)
[8]光子軌道角動量在量子通信中應用的研究進展[J]. 郭建軍,郭邦紅,程廣明,謝良文,廖?,劉頌豪. 激光與光電子學進展. 2012(08)
[9]基于訓練序列的FBMC系統(tǒng)符號定時同步改進算法[J]. 米璐,舒勤. 計算機應用研究. 2012(06)
[10]移動通信衰落信道的建模與仿真[J]. 宋曉晉,宋鐵成,沈連豐. 東南大學學報(自然科學版). 2005(03)
博士論文
[1]寬子帶濾波器組多載波系統(tǒng)及其關鍵技術研究[D]. 仲元紅.重慶大學 2011
[2]濾波器組多載波系統(tǒng)快速實現(xiàn)及同步技術研究[D]. 吳華.重慶大學 2009
碩士論文
[1]大規(guī)模MIMO-FBMC基于導頻的信道估計及預編碼迭代設計[D]. 龔帥.上海師范大學 2017
[2]濾波器組多載波系統(tǒng)信道估計技術研究[D]. 何賢杰.浙江大學 2013
[3]降低FBMC-OQAM信號峰均功率比的無失真方法[D]. 蘆世先.華中科技大學 2013
[4]基于濾波器組的多載波技術在認知無線電中的應用研究[D]. 崔云.浙江大學 2011
本文編號:3588060
【文章來源】:東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
GFDM的收發(fā)機原理圖
因此K個連續(xù)的 IFFT 輸出在時域上重疊。 因此,濾波器組輸出由重疊和求和操作完成,如圖2-9 所示:圖 2-9 采用擴展 FFT 實現(xiàn)的 FBMC 的原理圖相應的,接收端是通過擴展 FFT 實現(xiàn)的,擴展 FFT 的長度是KM 。在 FBMC 中,F(xiàn)FT 輸入的信號是重疊的,所以使用經(jīng)典的滑動窗口來將多路數(shù)據(jù)解出。在 FFT 的輸出端,借助加權解擴操作來恢復數(shù)據(jù)元素,其細節(jié)在圖 2-10 中給出。實際上,數(shù)據(jù)恢復取決于奈奎斯特濾波器的頻率系數(shù)的特性,在 FFT 模塊之后加入“加權解擴”模塊,其中濾波器的頻率系數(shù)滿足奈奎斯特定律,表示為:21111Kkk KHK (2-17)
圖 2-13 含有前導數(shù)據(jù)的 FBMC 沖擊波形這里,前導有兩個符號長度(P1),需要傳輸 K 1個符號長度,從而用設定好進行信道測量。這時,數(shù)據(jù)序列的上升階段和前導碼的衰減階段重疊。最后,輸兩個前導符號和SN 個數(shù)據(jù)符號,那么傳輸脈沖的長度就是2 2 1 S N K ,可以在考慮頻率和性能的情況下,進行一些縮短。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]5G通信測試技術挑戰(zhàn)[J]. 詹建. 國外電子測量技術. 2017(05)
[2]MUSA:面向5G IoT的免調度高過載接入方案[J]. 袁志鋒,曹偉,黃偉芳,田力. 電信網(wǎng)技術. 2016(11)
[3]5G空口統(tǒng)一框架初探空口統(tǒng)一框架初探:軟件定義空口[J]. 倪吉慶,孫奇,崔春風. 中興通訊技術. 2016(03)
[4]Prototype for 5G New Air Interface Technology SCMA and Performance Evaluation[J]. LU Lei,CHEN Yan,GUO Wenting,YANG Huilian,WU Yiqun,XING Shuangshuang. 中國通信. 2015(S1)
[5]Non-Orthogonal Multiple Access(NOMA) for Future Downlink Radio Access of 5G[J]. LI Anxin,LAN Yang,CHEN Xiaohang,JIANG Huiling. 中國通信. 2015(S1)
[6]面向5G的PDMA圖樣分割多址接入技術[J]. 康紹莉,戴曉明,任斌. 電信網(wǎng)技術. 2015(05)
[7]5G移動通信發(fā)展趨勢與若干關鍵技術[J]. 尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,鄔賀銓. 中國科學:信息科學. 2014(05)
[8]光子軌道角動量在量子通信中應用的研究進展[J]. 郭建軍,郭邦紅,程廣明,謝良文,廖?,劉頌豪. 激光與光電子學進展. 2012(08)
[9]基于訓練序列的FBMC系統(tǒng)符號定時同步改進算法[J]. 米璐,舒勤. 計算機應用研究. 2012(06)
[10]移動通信衰落信道的建模與仿真[J]. 宋曉晉,宋鐵成,沈連豐. 東南大學學報(自然科學版). 2005(03)
博士論文
[1]寬子帶濾波器組多載波系統(tǒng)及其關鍵技術研究[D]. 仲元紅.重慶大學 2011
[2]濾波器組多載波系統(tǒng)快速實現(xiàn)及同步技術研究[D]. 吳華.重慶大學 2009
碩士論文
[1]大規(guī)模MIMO-FBMC基于導頻的信道估計及預編碼迭代設計[D]. 龔帥.上海師范大學 2017
[2]濾波器組多載波系統(tǒng)信道估計技術研究[D]. 何賢杰.浙江大學 2013
[3]降低FBMC-OQAM信號峰均功率比的無失真方法[D]. 蘆世先.華中科技大學 2013
[4]基于濾波器組的多載波技術在認知無線電中的應用研究[D]. 崔云.浙江大學 2011
本文編號:3588060
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