本文選題：超奈奎斯特信號 + 最小相位系統(tǒng)�。� 參考：《電子科技大學》2017年碩士論文

【摘要】：超奈奎斯特(Faster Than Nyquist,FTN)信號是指符號速率超越奈奎斯特速率的信號。相比于奈奎斯特信號,FTN信號具有更高的頻帶利用率。但是FTN調制符號傳輸時引入了符號間串擾,使得接收機設計復雜度提升。理論證明,在特定成型濾波器的前提下,當符號速率保持在一定范圍內,仍能保證系統(tǒng)的性能。由于FTN信號發(fā)射端引入的串擾使發(fā)送符號之間具有了相關性,對于接收機的設計需要消除符號間的相關性才能正確接收。通信系統(tǒng)中抵消串擾常用的方法是信道均衡,其中包括在時域上利用非線性優(yōu)化的最大似然序列檢測算法或最大后驗概率算法,以及時域和頻域上的線性均衡算法等。同時,在多徑信道下時,將FTN信號產生的沖擊響應與信道沖擊響應共同等效成整體信道沖擊響應。基于FTN信號在時域上的相關性,將卷積編碼器和交織器共同應用于FTN信號中,使該系統(tǒng)成為級聯(lián)卷積碼系統(tǒng)。當FTN應用于多載波系統(tǒng)中時,接收端通過在頻域上處理來消除FTN信號自身的碼間串擾。本文主要針對FTN信號的接收機進行設計優(yōu)化。論文首先闡述了課題的研究背景及意義,將單載波傳輸和多載波傳輸分別與FTN信號進行結合。在保證帶寬不變的前提下進行時域上的壓縮,實現(xiàn)系統(tǒng)頻帶利用率的提升。下面簡單概括一下本文的研究內容以及結構安排。第二章:本章主要研究單載波超奈奎斯特信號以及基于最大似然序列檢測和最大后驗概率的時域優(yōu)化接收機的設計。通過分析最小相位系統(tǒng)和超級最小相位系統(tǒng)的特點和應用,實現(xiàn)了單載波FTN時域優(yōu)化接收機復雜度的降低。另外,當系統(tǒng)對復雜度要求不高時,在時頻域下針對FTN信號進行線性接收機的設計,其中在頻域上的線性接收機等同于單載波頻域均衡系統(tǒng)處理。最后,對FTN信號進行卷積編碼,將該系統(tǒng)看成串行級聯(lián)卷積碼系統(tǒng),并且通過基于最大后驗概率的BCJR算法進行迭代譯碼。第三章:本章主要研究正交頻分復用系統(tǒng)與FTN信號的結合,發(fā)射機的實現(xiàn)通過快速傅里葉逆變換后的時域信號再進行FTN調制。正交頻分復用FTN信號經過多徑信道時,利用基于導頻的信道估計對系統(tǒng)整體信道沖擊響應進行估計。接收端通過復雜度低的頻域均衡技術對該信號進行接收。第四章:本章主要研究濾波器組多載波系統(tǒng)與FTN信號的結合。首先,介紹了基于快速傅里葉變換的正交頻分復用/偏移正交幅度調制系統(tǒng)的原理及實現(xiàn)。通過使用一種時頻聚焦性較好的濾波器,實現(xiàn)了該系統(tǒng)發(fā)射端無需加循環(huán)前綴就能使接收機正確接收。由于基于快速傅里葉變換的正交頻分復用/偏移正交幅度調制系統(tǒng)中用到了濾波器組,因此該系統(tǒng)又被稱為濾波器組多載波。另外,在復數(shù)信道多徑衰落信道下的濾波器組多載波FTN系統(tǒng)中,通過基于導頻功率最大化的干擾利用信道估計算法進行信道估計,最終利用頻域均衡來設計接收機。第五章:本章總結了論文主要研究內容。針對目前FTN信號解調的問題,指出新的研究建議。
[Abstract]:The ultra Nyquist (Faster Than Nyquist, FTN) signal is the signal that the symbol rate exceeds the Nyquist rate. Compared to the Nyquist signal, the FTN signal has a higher frequency band utilization. However, the FTN modulation symbol transmission introduces intersymbol crosstalk to make the receiver design the complex degree of heterozygosity. On the premise, when the symbol rate is kept in a certain range, the performance of the system can still be guaranteed. Because the crosstalk introduced by the FTN signal transmitter has the correlation between the sending symbols, it is necessary to eliminate the correlation between the symbols for the design of the receiver. The common method of counteracting crosstalk in the communication system is channel equalization, The maximum likelihood sequence detection algorithm or the maximum a posteriori algorithm, and the linear equilibrium algorithm in time domain and frequency domain are used in the time domain. At the same time, the impact response of the FTN signal and the channel impact response are equivalent to the overall channel impact response in the multipath channel. The FTN signal is in the time domain on the time domain. The convolution encoder and interleaver are applied to the FTN signal to make the system a cascade convolutional code system. When FTN is used in multi carrier systems, the receiver eliminates the Intercode crosstalk of the FTN signal itself in the frequency domain. This paper focuses on the design and optimization of the receiver of the FTN signal. The paper first expounds the design of the receiver. The research background and significance of the subject, single carrier transmission and multi carrier transmission are combined with FTN signals respectively. In the premise of ensuring the constant bandwidth, the time domain compression is carried out to achieve the enhancement of the utilization of the system frequency band. The following is a brief summary of the research content and structure arrangement in this paper. Chapter second: this chapter mainly studies single carrier. Super Nyquist signal and the design of time domain optimization receiver based on maximum likelihood sequence detection and maximum a posteriori probability. By analyzing the characteristics and applications of the minimum phase system and the super minimum phase system, the complexity of the single carrier FTN time domain optimization receiver is reduced. A linear receiver is designed for the FTN signal in the frequency domain, in which the linear receiver in the frequency domain is equivalent to the single carrier frequency domain equalization system. Finally, the FTN signal is convoluted, and the system is read into a cascade concatenated convolutional code system, and the iterative decoding is carried out by the BCJR algorithm based on the maximum posterior probability. The third chapter: The chapter mainly studies the combination of the orthogonal frequency division multiplexing system and the FTN signal. The realization of the transmitter is realized by FTN modulation by the fast Fourier transform time domain signal. When the orthogonal frequency division multiplexing FTN signal passes through the multipath channel, the channel estimation based on the pilot is used to estimate the overall channel impact response of the system. The receiver passes through the complexity. The low frequency domain equalization technology receives the signal. The fourth chapter: this chapter mainly studies the combination of the filter group multi carrier system and the FTN signal. First, the principle and implementation of the orthogonal frequency division multiplexing / offset quadrature amplitude modulation system based on fast Fourier transform are introduced. The receiver can receive the receiver correctly without a cyclic prefix. Because the filter banks are used in the orthogonal frequency division multiplexing / offset modulation system based on the fast Fourier transform, the system is also called the multi carrier of the filter bank. In addition, the filter group multi carrier in the multipath multipath fading channel is used. In FTN system, channel estimation is carried out by channel estimation algorithm based on the maximization of pilot power, and the receiver is designed by frequency domain equalization. Chapter fifth: this chapter summarizes the main research contents of the thesis. In view of the current problem of FTN signal demodulation, the new research proposals are pointed out.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN911

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本文編號：2006986