【摘要】：提升頻譜效率一直是無線通信面臨的重要任務(wù)。對于傳統(tǒng)的正交通信系統(tǒng)而言,提升頻譜效率的唯一方法是采用更高階的調(diào)制方式。然而,采用高階調(diào)制方式會使系統(tǒng)對噪聲以及器件的非線性愈加敏感,導(dǎo)致系統(tǒng)性能的嚴(yán)重退化。在這樣的背景下,我們不得不將目光轉(zhuǎn)向非正交調(diào)制等傳輸技術(shù),從根本上尋求頻譜效率的進(jìn)一步提升。超奈奎斯特(FTN)和高頻譜效率頻分復(fù)用(SEFDM)作為兩種非正交傳輸技術(shù),成為了近年來無線通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),具有很高的理論研究意義和工程應(yīng)用價值。本論文從FTN、SEFDM基本原理研究分析出發(fā),以降低復(fù)雜度和提升性能為目標(biāo),研究了基于因子圖模型的FTN和SEFDM低復(fù)雜度檢測技術(shù),以及分別基于塊狀導(dǎo)頻和梳狀導(dǎo)頻的SEFDM信道估計技術(shù)。首先,論文介紹了FTN和SEFDM的基本原理。針對FTN系統(tǒng),介紹了它的基本模型,通過時域波形和功率譜密度兩方面分析FTN高頻譜效率的特性。然后介紹了 FTN的成型濾波器和Mazo限,并從系統(tǒng)容量的角度說明FTN相比于正交系統(tǒng)的優(yōu)勢。針對SEFDM系統(tǒng),介紹了它的系統(tǒng)模型,通過與OFDM進(jìn)行對比并從時頻格密度的角度進(jìn)行分析,說明了SEFDM系統(tǒng)的頻譜效率優(yōu)勢。此外,論文還介紹了兩種SEFDM的信號生成方式,即基于小數(shù)倍傅里葉逆變換(IFRFT)和基于離散傅里葉逆變換(IDFT)的生成算法,其中IDFT生成方式是后續(xù)章節(jié)研究的基礎(chǔ)。其次,論文研究了 FTN的低復(fù)雜度檢測技術(shù),重點(diǎn)研究了 FTN的因子圖置信度傳遞(FG-BP)檢測算法。論文根據(jù)加性白高斯噪聲(AWGN)信道下FTN符號間相互干擾的關(guān)系建立因子圖模型,推導(dǎo)置信度傳遞算法內(nèi)部的消息傳遞過程,并定義串行消息更新機(jī)制。論文為了進(jìn)一步降低FG-BP檢測算法的復(fù)雜度,對干擾和噪聲進(jìn)行高斯近似(GA)。之后將FG-BP檢測算法擴(kuò)展到多徑信道下,為了緩解多徑信道造成的誤碼率難以繼續(xù)下降的問題,采用Turbo迭代結(jié)構(gòu)提升系統(tǒng)的誤碼性能。論文通過對比和分析,證明了在FTN系統(tǒng)中提出的FG-BP檢測算法具有較低的復(fù)雜度和較好的誤碼性能。接著,論文研究了 SEFDM的低復(fù)雜度檢測技術(shù)。在研究檢測算法之前,針對SEFDM系統(tǒng)插入傳統(tǒng)CP會引入強(qiáng)烈的帶外頻譜泄漏的問題,提出了一種連續(xù)相位CP,保證了 CP與SEFDM符號之間的相位連續(xù)性,同時確保了多徑信號的循環(huán)卷積特性。然后論文提出了SEFDM的FG-BP檢測算法,建立SEFDM的因子圖模型,并在AWGN和多徑信道下分別推導(dǎo)FG-BP檢測算法消息傳遞過程。論文針對SEFDM因子圖全連的問題,提出了自適應(yīng)進(jìn)行邊選擇的改進(jìn)策略,大大降低了檢測算法的復(fù)雜度。最后,論文對SEFDM的信道估計技術(shù)進(jìn)行了研究。論文先在采用塊狀導(dǎo)頻的SEFDM系統(tǒng)中提出截斷共軛梯度信賴域(TCGTR)信道估計算法,它可以緩解因?qū)ьl矩陣病態(tài)特性而引起的信道估計精度下降,提升信道估計的MSE性能。但是基于塊狀導(dǎo)頻的信道估計算法由于系統(tǒng)開銷過大,只適用于慢衰落信道和靜態(tài)多徑信道。因此,論文還提出了一種基于梳狀導(dǎo)頻和三級串聯(lián)Turbo迭代的聯(lián)合信道估計、檢測與譯碼算法,來更好地適應(yīng)信道的快速變化。首先,設(shè)計了具有部分正交梳狀導(dǎo)頻的信號結(jié)構(gòu),然后定義了可以利用消息反饋進(jìn)行干擾消除的信道估計算法。接著,論文提出了一種基于三級串聯(lián)Turbo迭代的聯(lián)合信道估計、檢測與譯碼結(jié)構(gòu),通過在信道估計器、檢測器與譯碼器之間進(jìn)行信息交互,綜合利用各模塊信息,同時提高信道估計與信號檢測的精度。與基于塊狀導(dǎo)頻的信道估計算法相比,論文提出的基于梳狀導(dǎo)頻的聯(lián)合信道估計、檢測與譯碼算法能更好地適應(yīng)信道的快速變化。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN911.23

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 胡小鋒;朱建林;;基于壓縮感知的信道估計技術(shù)[J];電子制作;2013年08期

2 蔣笑冰;;多小區(qū)信道估計技術(shù)的研究[J];鐵路計算機(jī)應(yīng)用;2010年07期

3 王丹;楊雷;;無線通信系統(tǒng)信道估計技術(shù)研究現(xiàn)狀[J];微型機(jī)與應(yīng)用;2011年16期

4 姚建光;;正交頻分復(fù)用系統(tǒng)信道估計技術(shù)研究[J];中國新通信;2012年20期

5 張巖波;;正交頻分復(fù)用系統(tǒng)信道估計技術(shù)研究[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2012年21期

6 王軍選;;移動通信中的信道估計技術(shù)[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2006年19期

7 盛洪寧;;LTE上行信道估計技術(shù)研究[J];電子科技;2011年06期

8 王q，

本文編號：2346478