廣義頻分復(fù)用(Generalized frequency division multiplexing,GFDM)是5G物理層的候選多載波傳輸方案之一。與4G中的多載波傳輸方案正交頻分復(fù)用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)相比較,它在頻譜利用率、帶外(Out Of Band,OOB)輻射、峰均比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)上都有一定優(yōu)勢(shì),而且可以針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求設(shè)置符合要求的參數(shù),是一種非常有前景的調(diào)制波形。多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技術(shù)是未來(lái)移動(dòng)通信不可缺少的一部分。任何一種多載波傳輸方案都必須要與MIMO技術(shù)進(jìn)行結(jié)合。本文針對(duì)MIMO-GFDM系統(tǒng)的特點(diǎn),選擇適合此系統(tǒng)的信號(hào)檢測(cè)的算法,并對(duì)算法進(jìn)行改進(jìn),對(duì)系統(tǒng)中干擾的進(jìn)行預(yù)處理,具體研究?jī)?nèi)容與改進(jìn)點(diǎn)如下:1.介紹GFDM調(diào)制原理,以及三種線性解調(diào)方式。接著,仿真對(duì)比GFDM與OFDM各方面的性能,總結(jié)影響GFDM系統(tǒng)誤碼率的因素。然后,簡(jiǎn)要地介紹了Alamouti空時(shí)編碼的編碼原理和組合接收原理。將Alamouti空時(shí)編碼與GFDM相結(jié)合,構(gòu)成STC-GFDM系統(tǒng)與TR-STC-GFDM系統(tǒng)。對(duì)比兩種編碼方式在誤碼率性能、頻譜利用率、時(shí)延狀況上的差異。2.研究MIMO-GFDM系統(tǒng)的特點(diǎn)。針對(duì)此系統(tǒng)等效信道維度極大,導(dǎo)致MIMO中傳統(tǒng)的信號(hào)檢測(cè)復(fù)雜度過(guò)高且誤碼率性能不佳的問(wèn)題,將動(dòng)態(tài)禁忌搜索(Reactive Tabu Search,RTS)算法應(yīng)用到其中。仿真驗(yàn)證MMSE-RTS算法在MIMO-GFDM系統(tǒng)與TR-STC-GFDM中能夠適用。對(duì)比ZF檢測(cè)、MMSE檢測(cè)、MMSE-SIC檢測(cè)、QRD-M檢測(cè)、MMSE-RTS檢測(cè)在MIMO-GFDM中的誤碼率性能以及計(jì)算復(fù)雜度。仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)MMSE-RTS算法的誤碼率低于對(duì)比算法,尤其是在低階調(diào)制中差距明顯。在復(fù)雜度上,MMSE-RTS檢測(cè)低于MMSE-SIC檢測(cè),和兩種線性檢測(cè)算法在同一個(gè)階數(shù)上。3.針對(duì)MMSE-RTS算法初始值求逆過(guò)程的復(fù)雜度高這一問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn),將矩陣需要求逆的部分進(jìn)行Cholesky分解,并結(jié)合Sherman-Morrison公式迭代計(jì)算初始值。將高維度的矩陣求逆轉(zhuǎn)換成稀疏矩陣迭代相乘,降低了初始值求逆的高計(jì)算復(fù)雜度。4.根據(jù)頻域MIMO-GFDM系統(tǒng)的天線間干擾矩陣由對(duì)角矩陣構(gòu)成的特征,將其分解成多個(gè)頻域的MIMO信道矩陣,分別進(jìn)行頻域均衡,能夠完全去除天線間干擾,且極大地降低了頻域均衡的復(fù)雜度。5.針對(duì)MIMO-GFDM在進(jìn)行頻域均衡以及匹配濾波解調(diào)后,會(huì)存在系統(tǒng)自干擾的問(wèn)題。證明兩種不同結(jié)構(gòu)的自干擾矩陣是由塊循環(huán)子矩陣構(gòu)成的,從而推導(dǎo)出MIMO-GFDM的塊逆離散傅立葉變換(Block Inverse Discrete Fourier Transform,BIDFT)預(yù)編碼的兩種方案。仿真對(duì)比采用Hadamard預(yù)編碼、DFT預(yù)編碼、兩種BIDFT預(yù)編碼、MF解調(diào)、ZF解調(diào)在MIMO-GFDM系統(tǒng)中誤碼率,證明BIDFT預(yù)編碼性能遠(yuǎn)優(yōu)于Hadamard預(yù)編碼與DFT預(yù)編碼。研究子載波數(shù)目與子符號(hào)數(shù)對(duì)兩種BIDFT預(yù)編碼方案的誤碼率性能的影響。對(duì)比Hadamard預(yù)編碼、DFT預(yù)編碼、兩種BIDFT預(yù)編碼在GFDM系統(tǒng)的峰均比情況。
【學(xué)位單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN929.5
【部分圖文】：

重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文過(guò)一個(gè)原型濾波器，再乘以'1exp[ j 2 n]K ('j 表示復(fù)數(shù))進(jìn)行頻移，最后合并輸出一個(gè) GFDM 符號(hào)1 1, ,0 0[ ] [ ]K Mk m k mk mx n g n d n 0,..., N-1(2.1)表達(dá)式(2.1)中k ,mg由原型濾波器 g[ n] 經(jīng)過(guò)時(shí)移和頻移得到',[ ] [( )mod ] exp( 2 )k mkg n g n mK N jK (2.2)mod運(yùn)算使得,0[ ]kg n進(jìn)行循環(huán)移位。Subcarrier0

第 2 章 MIMO-GFDM 系統(tǒng)概述公式(2.3)中的調(diào)制矩陣 A有兩種結(jié)構(gòu)，第一種為同一子符號(hào)中包含K 個(gè)不同的子載波 ， 共 由 M 個(gè) 子 符 號(hào) 組 成 調(diào) 制 矩 陣 ， 矩 陣 結(jié) 構(gòu) 為0,0 1,0 -1,0 0,1 -1, -1[ , ,..., , ,..., ]K K K MA g g g g g，第二種為同一子載波頻率中包含M 個(gè)不同的子 符 號(hào) ， 共 由 K 個(gè) 子 載 波 組 成 調(diào) 制 矩 陣 ， 矩 陣 結(jié) 構(gòu) 為0,0 1,0 -1,0 1,0 -1, -1[ , ..., , ,..., ]M M K MA g g g g g。兩種形式的調(diào)制矩陣結(jié)構(gòu)示意圖如圖(2.3)所示，圖中原型濾波器為升余弦滾降濾波器，垂直坐標(biāo)表示幅度，滾降系數(shù) =0.5，K =32， M =7。式子(2.3)中向量d 對(duì)應(yīng)的調(diào)制矩陣形式是KA ，MA 對(duì)應(yīng)的 QAM 調(diào)制向量可以通過(guò)對(duì)d 乘以置換矩陣得到，本文在默認(rèn)情況下都是使用KA 。GFDM 調(diào)制后，向x中添加大于信道長(zhǎng)度的 CP 對(duì)抗多徑衰落，最后通過(guò)信道。
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本文編號(hào)：2860615