【摘要】：目前,移動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)由4G逐漸向5G的階段邁進(jìn)。正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技術(shù)是4G中應(yīng)用的核心技術(shù),但其存在諸如:帶外輻射高、系統(tǒng)峰均功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)高、對(duì)載波頻率偏移(Carrier frequency offset,CFO)十分敏感、無法滿足TI系統(tǒng)對(duì)短時(shí)延的要求,以及V2V(vehicle to vehicle)對(duì)數(shù)據(jù)短脈沖的要求等局限,無法應(yīng)用于更高要求的5G通信。而由OFDM衍生出來的廣義頻分復(fù)用(Generalized frequency division multiplexing,GFDM)技術(shù)研究可以滿足5G通信需求,是5G的主要候選技術(shù)。本文將對(duì)比分析OFDM和GFDM兩個(gè)系統(tǒng)的帶外輻射(Out-of-band radiation,OOB)和峰均功率比(Peak-to-average power ratio,PAPR)。同時(shí)針對(duì)GFDM系統(tǒng)的高PAPR,應(yīng)用兩種技術(shù)進(jìn)行抑制。具體而言,本文主要研究內(nèi)容分為三部分:首先,研究GFDM系統(tǒng)基本原理。針對(duì)GFDM與OFDM系統(tǒng)主要差異點(diǎn)——脈沖整形濾波器的存在與否,通過仿真相同信號(hào)在經(jīng)過不同濾波器后的誤碼率來分析比較各種濾波器性能,重點(diǎn)分析研究4種典型脈沖整形濾波器的性能:RC濾波器、RRC濾波器、Xia 1st濾波器、Xia 4th濾波器。最后,對(duì)比分析GFDM系統(tǒng)分別在高斯白噪聲信道(AWGN)、頻率選擇性信道(FSC)、瑞利時(shí)變信道(TVC)三種信道下,RC濾波器滾降因子改變時(shí)系統(tǒng)通信性能。其次,研究GFDM系統(tǒng)兩大特性——OOB輻射及PAPR。一方面,將對(duì)OFDM系統(tǒng)高帶外輻射進(jìn)行驗(yàn)證,然后仿真GFDM系統(tǒng)的帶外輻射。另一方面,對(duì)GFDM系統(tǒng)PAPR值的問題展開研究。首先對(duì)OFDM系統(tǒng)PAPR值高進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),然后仿真GFDM系統(tǒng)PAPR,考察該系統(tǒng)是否存在這一弊病。最后,研究降低GFDM系統(tǒng)PAPR的兩種方法。首先研究Clipping技術(shù)在OFDM系統(tǒng)中如何抑制PAPR,然后探究Clipping在GFDM系統(tǒng)中是否可以降低PAPR。最后,將CT改進(jìn)后應(yīng)用于GFDM系統(tǒng),考察是否可以降低PAPR,并將其與限幅(Clipping)技術(shù)降低PAPR能力進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,MCT抑制GFDM系統(tǒng)PAPR效果優(yōu)于Clipping技術(shù)。
[Abstract]:At present, the mobile communication system has gradually moved from 4G to 5 G stage. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM) is the core technology in 4G applications. However, it is sensitive to carrier frequency offset (Carrier frequency offset,CFO) because of its high out-of-band radiation and high peak-to-average power (Peak to Average Power Ratio,PAPR). It can not meet the requirements of TI system for short delay and V2V (vehicle to vehicle) for short data pulses, so it can not be applied to 5G communication with higher requirements. The generalized frequency division multiplexing (Generalized frequency division multiplexing,GFDM) technique derived from OFDM can satisfy the 5G communication requirement and is the main candidate technology of 5G. In this paper, the out-of-band radiation (Out-of-band radiation,OOB) and peak-to-average power ratio (Peak-to-average power ratio,PAPR) of OFDM and GFDM systems are compared and analyzed. At the same time, two technologies are used to suppress the high PAPR, of GFDM system. Specifically, this paper is divided into three parts: firstly, the basic principle of GFDM system is studied. In view of the existence of pulse shaping filter, which is the main difference point between GFDM and OFDM system, the performance of various filters is analyzed and compared by simulating the bit error rate of the same signal after passing through different filters. The performance of four typical pulse shaping filters is analyzed and studied in this paper. The performance of four typical pulse shaping filters: RRC filters / 1st filters / Xia 4th filters are studied. Finally, the communication performance of GFDM system under three channels of Gao Si white noise channel, (AWGN), frequency selective channel, (FSC), Rayleigh time-varying channel, (TVC), and the rolling factor of RC filter is compared and analyzed. Secondly, we study two characteristics of GFDM system OOB radiation and PAPR.. On the one hand, the high out-of-band radiation of OFDM system is verified, and then the out-of-band radiation of GFDM system is simulated. On the other hand, the problem of PAPR value of GFDM system is studied. First, the high PAPR value of OFDM system is verified, and then the GFDM system PAPR, is simulated to investigate whether the system has this disadvantage. Finally, two methods to reduce PAPR in GFDM system are studied. This paper first studies how Clipping technology can suppress PAPR, in OFDM system and then explores whether Clipping can reduce PAPR. in GFDM system. Finally, the improved CT is applied to the GFDM system to investigate whether it can reduce the PAPR, and compare it with the limited (Clipping) technology to reduce the PAPR capability. The results showed that the inhibitory effect of MCT on PAPR of GFDM system was better than that of Clipping technique.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.5

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;BLOCK CODING SCHEME FOR REDUCING PAPR IN OFDM SYSTEMS WITH LARGE NUMBER OF SUBCARRIERS[J];Journal of Electronics;2004年06期

2 王俊,楊晨陽;PAPR/ENOB對(duì)通信系統(tǒng)性能影響的仿真方法[J];遙測遙控;2004年03期

3 ;PAPR Reduction in OFDM Systems with Large Number of Sub-Carriers by Carrier Interferometry Approaches[J];The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications;2004年04期

4 王俊,孫進(jìn)平,楊晨陽;PAPR/ENOB對(duì)通信系統(tǒng)性能影響的仿真方法[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2005年01期

5 韓艷春;楊士中;;OFDM系統(tǒng)PAPR減小技術(shù)綜述[J];電視技術(shù);2006年01期

6 陳麗萍;張雪瓊;;降低OFDM系統(tǒng)PAPR的一種實(shí)用方法[J];阜陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年03期

7 張琛;付耀文;張爾揚(yáng);;一種降低OFDM信號(hào)PAPR的新方法[J];信號(hào)處理;2006年05期

8 陳麗萍;張雪瓊;;降低OFDM系統(tǒng)PAPR的一種實(shí)用方法[J];贛南師范學(xué)院學(xué)報(bào);2006年06期

9 胡澤鑫;許柯;朱曉明;宋富新;;一種基于混沌序列降低OFDM系統(tǒng)PAPR方法的研究[J];通信技術(shù);2007年12期

10 江漢紅;周學(xué)軍;李慶;滿江濤;;OFDM通信PAPR性能改善的概率類算法研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版);2008年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 ;A new Method based on PTS for reducing PAPR in OFDM[A];2007北京地區(qū)高校研究生學(xué)術(shù)交流會(huì)通信與信息技術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2008年

2 周靜如;許小東;戴旭初;;一種降低OFDM系統(tǒng)PAPR的改進(jìn)方法[A];2010年通信理論與信號(hào)處理學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

3 李引凡;;降低OFDM信號(hào)PAPR的技術(shù)分析[A];四川省通信學(xué)會(huì)2005年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

4 房宵杰;沙學(xué)軍;隋麗娟;;一種用于混合載波通信系統(tǒng)的PAPR抑制方法[A];2012全國無線及移動(dòng)通信學(xué)術(shù)大會(huì)論文集（上）[C];2012年

5 陳琳;胡學(xué)龍;;基于選擇映射法降低PAPR技術(shù)的研究[A];第一屆中國高校通信類院系學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

6 張琛;付耀文;張爾揚(yáng);;基于PT成形的OFDM信號(hào)PAPR抑制方法[A];無線傳感器網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)信息處理技術(shù)——2006年通信理論與信號(hào)處理年會(huì)論文集[C];2006年

7 王立武;陳正榮;潘耀華;黃忠衛(wèi);;基于16QAM映射圖案降低OFDM信號(hào)PAPR的研究[A];2010通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十五屆全國青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2010年

8 任海根;朱江;徐先超;張潤峰;;寬帶OFDM通信系統(tǒng)中降低PAPR算法研究[A];中國通信學(xué)會(huì)第五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

9 馬丹丹;唐向宏;董庭亮;栗昆昆;;基于聯(lián)合降低PAPR和干擾的小波包結(jié)構(gòu)優(yōu)選[A];浙江省電子學(xué)會(huì)2011學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

10 羅朗;呂明;;一種改進(jìn)的減小OFDM系統(tǒng)中PAPR方法[A];第九屆全國青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所 沈嘉;半路“殺出”的E3G[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 楊剛;OFDM通信系統(tǒng)中PAPR抑制技術(shù)的研究[D];西安電子科技大學(xué);2006年

2 胡登鵬;OFDM系統(tǒng)中的非數(shù)據(jù)輔助同步及PAPR抑制技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

3 張琛;多載波通信系統(tǒng)中的峰值平均功率比抑制技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

4 吳新春;OFDM系統(tǒng)中降低峰均比技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

5 馮卓明;OFDM信號(hào)的峰均比線性優(yōu)化技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2012年

6 但黎琳;正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中的峰值抑制技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2010年

7 何振;基于FBMC的ROF系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京科技大學(xué);2015年

8 肖悅;正交頻分復(fù)用系統(tǒng)信號(hào)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2007年

9 胡蘇;OFDM系統(tǒng)中峰值抑制及交錯(cuò)正交調(diào)制技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2010年

10 劉明珠;OFDM系統(tǒng)峰值功率控制及優(yōu)化算法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李丹;基于智能算法的OFDM系統(tǒng)PAPR抑制技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2012年

2 陳曉露;基于組合機(jī)制的PAPR抑制算法的研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

3 宋凡;基于分段替換和粒子群的PTS降低PAPR算法[D];長安大學(xué);2015年

4 劉穎慧;IPTS限幅算法抑制OOFDM系統(tǒng)PAPR的研究[D];天津理工大學(xué);2015年

5 康亞芳;一種改進(jìn)的減小OFDM系統(tǒng)中PAPR的技術(shù)研究[D];山西師范大學(xué);2015年

6 賈瑩瑩;自相關(guān)匹配方法降低多載波系統(tǒng)的PAPR[D];電子科技大學(xué);2014年

7 趙俊飛;降低MIMO-OFDM系統(tǒng)PAPR的SSR-CCF聯(lián)合優(yōu)化算法[D];新疆大學(xué);2015年

8 周鵬;適用于航空信道的OFDM收發(fā)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)研究[D];電子科技大學(xué);2015年

9 胡武君;聯(lián)合空、時(shí)、頻域處理算法降低MIMO-OFDM系統(tǒng)的PAPR[D];電子科技大學(xué);2015年

10 武消消;光OFDM峰均比抑制算法的研究[D];蘭州交通大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：2253316