本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的單信道全雙工無線通信系統(tǒng)中數(shù)字自干擾消除設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：如何進(jìn)一步提高有限的無線頻譜利用率一直是無線通信領(lǐng)域的研究重點(diǎn),研究者也一直致力于研究各種節(jié)約無線頻譜資源的新技術(shù)和算法,本文研究的單一信道全雙工無線通信技術(shù)可以在同一頻段同一個時隙收發(fā)數(shù)據(jù),理論上可使系統(tǒng)的有效吞吐量增加一倍,很大程度提高了無線頻譜利用率。然而,作為發(fā)展不久的新技術(shù),單信道全雙工無線通信技術(shù)面臨著各種問題。單信道全雙工無線通信系統(tǒng)中,節(jié)點(diǎn)的接收端不僅會接收到遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)發(fā)送的有用信號,同時也會接收到節(jié)點(diǎn)自身發(fā)射的信號,節(jié)點(diǎn)自身發(fā)送的信號會干擾節(jié)點(diǎn)自身接收信號。由于遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的有用信號經(jīng)過長距離的空中傳輸功率損耗很大,這樣有用信號功率將遠(yuǎn)小于自干擾信號功率,在通過接收機(jī)的模數(shù)裝換器(ADC)時,自干擾信號會占據(jù)ADC的大部分動態(tài)范圍,而遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的有用信號會完全淹沒在自干擾信號中,以至于無法解碼有用信號。因此,要實(shí)現(xiàn)單信道全雙工無線通信,就必須最大化的消除自干擾信號,這是近幾年該技術(shù)研究的主要方向。本文研究各種自干擾消除技術(shù)的發(fā)展情況,重點(diǎn)研究了基于信道估計(jì)的自適應(yīng)數(shù)字自干擾消除技術(shù),且使用FPGA搭建了數(shù)字基帶通信系統(tǒng),并實(shí)現(xiàn)了基于LMS自適應(yīng)濾波器的數(shù)字自干擾消除模塊。研究了數(shù)字接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)原理,詳細(xì)介紹了升余弦濾波器、符號同步、LMS算法、估計(jì)信道、幀同步和數(shù)字自干擾消除的FPGA實(shí)現(xiàn),同時給出了載波同步環(huán)的FPGA具體實(shí)現(xiàn)過程,提出了基于自適應(yīng)信道估計(jì)的自干擾消除的單信道全雙工無線通信系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案,且對設(shè)計(jì)方案做了性能分析。
【關(guān)鍵詞】：單一信道全雙工 數(shù)字自干擾消除 自干擾信號 信道估計(jì) LMS
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN92;TN791
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 引言11-17
• 1.1 研究背景及意義11-14
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 論文主要工作及章節(jié)安排15-16
• 1.4 本章小結(jié)16-17
• 第二章 單一信道全雙工無線通信系統(tǒng)17-24
• 2.1 系統(tǒng)介紹17-18
• 2.2 自干擾信號消除18-23
• 2.2.1 模擬自干擾消除技術(shù)18-22
• 2.2.2 數(shù)字自干擾消除技術(shù)22-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第三章 基于FPGA的數(shù)字基帶通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)24-38
• 3.1 數(shù)字基帶通信系統(tǒng)原理24-27
• 3.1.1 發(fā)射機(jī)原理24-25
• 3.1.2 數(shù)字接收機(jī)原理25-27
• 3.2 發(fā)射機(jī)的FPGA實(shí)現(xiàn)27-33
• 3.2.1 信源和調(diào)制映射的FPGA實(shí)現(xiàn)27-29
• 3.2.2 平方根升余弦濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)29-33
• 3.3 數(shù)字接收機(jī)的FPGA實(shí)現(xiàn)33-36
• 3.3.1 符號同步的FPGA實(shí)現(xiàn)33-35
• 3.3.2 譯碼的FPGA實(shí)現(xiàn)35-36
• 3.4 數(shù)字基帶通信系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 自適應(yīng)數(shù)字自干擾消除的FPGA實(shí)現(xiàn)38-63
• 4.1 自適應(yīng)數(shù)字自干擾消除的實(shí)現(xiàn)原理38-40
• 4.2 LMS自適應(yīng)算法40-48
• 4.2.1 LMS算法的基本原理40-41
• 4.2.2 LMS算法的FPGA實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)41-42
• 4.2.3 FPGA實(shí)現(xiàn)LMS算法的截位方法和字長確定42-44
• 4.2.4 LMS自適應(yīng)算法的FPGA實(shí)現(xiàn)44-48
• 4.3 估計(jì)信道的實(shí)現(xiàn)48-57
• 4.3.1 估計(jì)信道的FPGA實(shí)現(xiàn)48-51
• 4.3.2 數(shù)字AGC的FPGA實(shí)現(xiàn)51-57
• 4.4 幀同步的FPGA實(shí)現(xiàn)57-61
• 4.5 數(shù)字自干擾消除的FPGA實(shí)現(xiàn)61-62
• 4.6 本章小結(jié)62-63
• 第五章 單一信道全雙工無線通信系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)與分析63-69
• 5.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)63-67
• 5.2 系統(tǒng)分析與展望67-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 第六章 載波同步的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)69-82
• 6.1 載波同步概述69
• 6.2 同相正交環(huán)原理69-71
• 6.3 同相正交環(huán)的FPGA實(shí)現(xiàn)71-81
• 6.3.1 數(shù)字下變頻器的FPGA實(shí)現(xiàn)71-74
• 6.3.2 低通濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)74-76
• 6.3.3 鑒相器的FPGA實(shí)現(xiàn)76-77
• 6.3.4 環(huán)路濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)77-81
• 6.4 本章小結(jié)81-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 致謝86-87
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果87-88
• 附件88

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：398938