本文選題：濾波器多載波系統(tǒng)　切入點：正交幅度調(diào)制　出處：《東南大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著技術(shù)的快速發(fā)展,正交頻分復(fù)用技術(shù)應(yīng)運而生,成為第四代移動通信的主流技術(shù)。但是在正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中為了抑制符號間干擾,需要插入循環(huán)前綴,這樣就會降低數(shù)據(jù)傳輸效率。此外,正交頻分復(fù)用系統(tǒng)旁瓣能量比較高,會降低頻譜感知的準(zhǔn)確度,很難判斷信號是否是有用信號。針對OFDM系統(tǒng)存在的缺點,研究者們提出了基于濾波器多載波的正交幅度調(diào)制FBMC-OQAM技術(shù)。FBMC-OQAM系統(tǒng)相對于OFDM系統(tǒng)頻譜泄露比較低,并且沒有循環(huán)前綴。在多載波系統(tǒng)中,高峰均功率比PAPR問題一直是研究的重點問題之一,需要依據(jù)FBMC-OQAM系統(tǒng)自身的特點,在已有研究的基礎(chǔ)上進一步提出新的降低峰均比的方法。在本文中分析了 FBMC系統(tǒng)的工作原理、信號結(jié)構(gòu)特征以及峰均比定義,仿真驗證了限幅濾波方法、選擇映射方法和音頻保留方法在降低信號峰均比方面的應(yīng)用,并提出了改進的降低信號峰均比的方法。首先,理論分析驗證了部分傳輸序列方法在FBMC-OQAM系統(tǒng)中的應(yīng)用,但是因為部分傳輸序列方法需要傳輸邊帶信息用于接收端的信息解碼,降低了頻譜使用率。針對這一問題,文中提出星座映射方法和部分傳輸序列方法相結(jié)合降低信號峰均比的同時解決邊帶信息問題。星座映射的方法主要是在發(fā)送端將數(shù)據(jù)進行編碼操作映射,并乘以相位旋轉(zhuǎn)因子,在接收端通過信號判決規(guī)則進行信號的解碼。最后通過仿真驗證星座映射-部分傳輸序列方法在降低信號峰均比方面有較好的效果。然后,研究了通過導(dǎo)頻的方式降低信號的峰均比。提出了將修正的干擾近似消除方法和OFDM系統(tǒng)中已經(jīng)存在的部分傳輸序列方法相結(jié)合,充分利用兩種方法的優(yōu)點來降低FBMC-OQAM信號的峰均比。因為,傳統(tǒng)的部分傳輸序列方法在降低峰均比方面有較好的性能,但是該方法需要傳輸邊帶信息,在一定程度上降低了頻譜利用率,同時會增加接收端恢復(fù)數(shù)據(jù)的復(fù)雜度。所以提出了結(jié)合修正的干擾近似消除方法,利用信號中的導(dǎo)頻進行信號解碼,這樣就可以實現(xiàn)在不需要傳輸邊帶消息的情況下恢復(fù)原始信號。此外,在此基礎(chǔ)之上文中對修正的干擾近似消除方法進行了改進,通過仿真驗證分析改變修正的干擾近似消除圖案中導(dǎo)頻的極性能夠進一步降低信號的峰均比。通過理論分析和實驗仿真,結(jié)果證明了部分傳輸序列-修正的干擾近似消除方法在降低信號峰均比方面的效果很好。最后,本文提出了新的基于導(dǎo)頻方法降低信號峰均比的導(dǎo)頻圖案設(shè)計方法。新的導(dǎo)頻圖案是通過計算導(dǎo)頻所受到的干擾,計算導(dǎo)頻一階范圍內(nèi)的保護值,降低導(dǎo)頻在信號傳輸過程中所受到的干擾,有助于接收端準(zhǔn)確的接收導(dǎo)頻信息進行信號解碼。相對于已有的修正的干擾近似消除導(dǎo)頻圖案,提出的新的導(dǎo)頻圖案的頻譜利用率更高。通過仿真驗證我們可以看到新的導(dǎo)頻圖譜方案在降低信號峰均比方面有較好的效果。
[Abstract]:With the rapid development of the technology, orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) has emerged as the main technology in 4th generation mobile communication. However, in order to suppress inter-symbol interference, cyclic prefix is inserted in orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system. This will reduce the efficiency of data transmission. In addition, the orthogonal frequency division multiplexing system has a high side lobe energy, which will reduce the accuracy of spectrum sensing, and it is difficult to determine whether the signal is a useful signal. The researchers proposed a filter multicarrier based quadrature amplitude modulation (FBMC-OQAM) technique. The FBMC-OQAM system has a lower frequency leakage than the OFDM system and has no cyclic prefix. The peak-to-average power ratio (PAPR) problem has always been one of the key issues in the research. According to the characteristics of FBMC-OQAM system, a new method to reduce PAPR is proposed based on the existing research. In this paper, the working principle of FBMC system is analyzed. The characteristics of signal structure and the definition of peak to average ratio (PAPR) are defined. The amplitude limiting filtering method is simulated and the application of mapping method and audio retention method in reducing PAPR are selected. An improved PAPR reduction method is proposed. First of all, an improved PAPR reduction method is proposed. The theoretical analysis verifies the application of partial transmission sequence method in FBMC-OQAM system, but because the partial transmission sequence method needs to transmit sideband information to decode the information at the receiving end, it reduces the spectrum utilization rate. In this paper, the constellation mapping method and partial transmission sequence method are proposed to reduce the PAPR of signals and solve the problem of sideband information at the same time. The method of constellation mapping is mainly to encode the data at the sending end and multiply the data by the phase rotation factor. At the receiving end, the signal is decoded by the signal decision rule. Finally, the simulation results show that the constellation mapping-partial transmission sequence method can reduce the PAPR of the signal better. Then, In this paper, we study how to reduce the PAPR of the signal by pilot frequency, and combine the modified approximate cancellation method with the existing partial transmission sequence method in OFDM system. The PAPR of FBMC-OQAM signals is reduced by fully utilizing the advantages of the two methods, because the traditional partial transmission sequence method has better performance in reducing PAPR, but this method needs to transmit sideband information. The spectrum efficiency is reduced to a certain extent, and the complexity of recovering data at the receiving end is increased. Therefore, a modified interference approximate elimination method is proposed to decode the signal by using the pilot frequency in the signal. In this way, the original signal can be recovered without transmitting sideband messages. In addition, the modified approximate elimination method of interference is improved in this paper. It is proved by simulation that the PAPR of the signal can be further reduced by changing the modified interference and eliminating the polarity of the pilot in the pattern. Through theoretical analysis and experimental simulation, the PAPR of the signal can be further reduced. The results show that the partial transmission series-modified interference approximate elimination method is very effective in reducing the PAPR of the signal. Finally, In this paper, a new pilot pattern design method based on the pilot method to reduce the PAPR is proposed. The new pilot pattern is calculated by calculating the interference of the pilot and calculating the protection value in the first order of the pilot. To reduce the interference of pilot in the process of signal transmission, it is helpful for the receiver to receive the pilot information accurately and decode the signal. Compared with the existing modified interference, the pilot pattern is nearly eliminated. Through simulation, we can see that the new pilot spectrum scheme has better effect in reducing PAPR.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN929.53

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本文編號：1621870