本文關(guān)鍵詞：基于FBMC的同步算法研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近幾年里,為了滿足日益增長的巨大需求,第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)(5G,也稱IMT-2020)正在如火如荼的研究當(dāng)中。正交頻分復(fù)用技術(shù)(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)對第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)的一些新要求顯得無能為力,而濾波器組多載波技術(shù)(Filter Bank Based Multi Carrier,FBMC)作為其改進(jìn)技術(shù)之一正在被眾多學(xué)者所研究。同步技術(shù)是FBMC系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,但是目前對基于FBMC的同步算法研究非常少,少數(shù)的研究文獻(xiàn)也只是涉及算法部分,對于同步的整體流程及硬件實(shí)現(xiàn)的研究更少。本文主要研究了FBMC調(diào)制系統(tǒng)的同步算法,首先對非常成熟的基于OFDM的同步算法進(jìn)行研究,提出了AHC改進(jìn)算法,并分析了其應(yīng)用于FBMC系統(tǒng)的可行性。然后對目前已有的FBMC同步算法進(jìn)行了仿真及性能對比分析,提出了一種與自適應(yīng)遞歸小數(shù)倍頻偏估計(jì)算法相聯(lián)合的整數(shù)倍頻偏估計(jì)算法,并給出了一種在多徑衰落信道下的同步算法方案。最后在綜合考慮了同步算法性能和硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度的情況下,給出了同步的硬件實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì),并進(jìn)行了FPGA實(shí)現(xiàn)。首先,本文簡述了移動(dòng)通信的發(fā)展史及5G的一些關(guān)鍵技術(shù)方向,分析了面對5G提出的新的挑戰(zhàn),FBMC技術(shù)相對于OFDM技術(shù)的優(yōu)勢,繼而分析了針對FBMC的同步技術(shù)的研究意義和研究現(xiàn)狀,并詳細(xì)介紹了FBMC技術(shù)及其快速實(shí)現(xiàn)算法和與同步相關(guān)的一些基本原理。然后,基于多徑衰落信道模型,本文研究了針對FBMC技術(shù)的同步算法。首先研究了基于OFDM的同步算法應(yīng)用于FBMC系統(tǒng)的可行性。綜合考慮之下,結(jié)論表明只有研究基于FBMC符號結(jié)構(gòu)的同步算法才能解決問題,本文首先在多徑衰落信道下對定時(shí)同步算法進(jìn)行了性能仿真和分析,然后分析了如何取得小數(shù)倍頻偏估計(jì)誤差與估計(jì)范圍的平衡,采用了一種自適應(yīng)遞歸的方法,并且提出了與之相聯(lián)合的整數(shù)倍頻偏估計(jì)算法,可以對合理范圍內(nèi)的任意頻偏進(jìn)行比較準(zhǔn)確的估計(jì)。最后給出了一種在多徑衰落信道模型下的性能較優(yōu)的同步方案,并驗(yàn)證了其正確性。最后,本文在綜合考慮了算法的性能和硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度等因素的前提下,給出了同步算法的硬件實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì),并完成了同步模塊的功能驗(yàn)證。在綜合后資源消耗合理且無時(shí)序錯(cuò)誤的情況下,下板驗(yàn)證了硬件設(shè)計(jì)的正確性。
【關(guān)鍵詞】：FBMC OFDM 定時(shí)同步 頻偏估計(jì) FPGA
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 縮略詞表13-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 論文的研究背景及意義14-16
• 1.1.1 移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展歷程14-15
• 1.1.2 FBMC系統(tǒng)同步技術(shù)的研究意義15-16
• 1.2 基于FBMC的同步技術(shù)的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 論文的主要工作和內(nèi)容安排18-20
• 第二章 FBMC基礎(chǔ)研究及信道介紹20-33
• 2.1 多載波技術(shù)理論及ZC序列介紹20-25
• 2.1.1 OFDM技術(shù)20-21
• 2.1.2 廣義多載波技術(shù)21
• 2.1.3 時(shí)頻局部化多載波系統(tǒng)21-24
• 2.1.4 Zadoff-Chu序列特性24-25
• 2.2 FBMC系統(tǒng)的快速實(shí)現(xiàn)算法25-30
• 2.2.1 發(fā)送端調(diào)制快速實(shí)現(xiàn)算法25-28
• 2.2.2 接收端解調(diào)快速實(shí)現(xiàn)算法28-30
• 2.3 無線信道模型30-31
• 2.4 FBMC調(diào)制解調(diào)正確性驗(yàn)證31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 FBMC系統(tǒng)同步算法研究33-67
• 3.1 時(shí)頻同步偏差的影響33-37
• 3.1.1 時(shí)頻分析中的互模糊函數(shù)33-34
• 3.1.2 定時(shí)同步偏差的影響34-35
• 3.1.3 載波頻率偏差的影響35-37
• 3.2 OFDM同步算法應(yīng)用于FBMC系統(tǒng)37-49
• 3.2.1 基于ZC序列的定時(shí)同步算法37-40
• 3.2.2 重復(fù)冗余定時(shí)同步算法40-45
• 3.2.3 頻偏估計(jì)算法45
• 3.2.4 同步算法性能仿真及可行性分析45-49
• 3.3 FBMC符號同步算法仿真及性能分析49-66
• 3.3.1 同步訓(xùn)練符號結(jié)構(gòu)50-51
• 3.3.2 基于FBMC符號結(jié)構(gòu)的同步算法51-58
• 3.3.3 頻偏估計(jì)算法58-63
• 3.3.4 同步算法仿真及性能分析63-65
• 3.3.5 FBMC同步方案及分析65-66
• 3.4 本章小結(jié)66-67
• 第四章 FBMC系統(tǒng)同步的FPGA實(shí)現(xiàn)67-81
• 4.1 同步硬件實(shí)現(xiàn)整體方案67-68
• 4.2 同步主要模塊的硬件實(shí)現(xiàn)架構(gòu)設(shè)計(jì)68-74
• 4.2.1 定時(shí)同步模塊68-70
• 4.2.2 自適應(yīng)遞歸小數(shù)倍頻偏估計(jì)模塊70-71
• 4.2.3 小數(shù)倍頻偏補(bǔ)償模塊71
• 4.2.4 FBMC解調(diào)模塊71-73
• 4.2.5 整數(shù)倍頻偏估計(jì)和補(bǔ)償模塊73-74
• 4.3 同步算法的FPGA實(shí)現(xiàn)74-77
• 4.3.1 硬件測試平臺74
• 4.3.2 定時(shí)同步模塊74-75
• 4.3.3 自適應(yīng)遞歸小數(shù)倍頻偏估計(jì)模塊75-76
• 4.3.4 頻偏補(bǔ)償模塊76
• 4.3.5 FBMC解調(diào)模塊76-77
• 4.4 同步算法的功能驗(yàn)證77-80
• 4.5 同步算法的板級驗(yàn)證80
• 4.6 本章小結(jié)80-81
• 第五章 總結(jié)與展望81-83
• 致謝83-84
• 參考文獻(xiàn)84-87
• 個(gè)人簡歷及攻碩期間取得的研究成果87-88

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