基于FBMC的宽窄带融合通信系统研究

发布时间：2020-05-13 16:18

【摘要】：21世纪是科技飞速发展的黄金时代,随之而来的大量数据流量对移动通信领域提出了更高的要求。因此,随着第4代移动通信(4 G)网络的商用,下一代移动通信(5 G)网络及其关键技术需要提供更快速率的通信方式和更高效率的频谱利用率,同时寻求宽带与窄带系统的融合。虽然OFDM技术在对抗多径效应以及实现无线信道中的高速数据传输等方面有很大优势,但依然存在诸多不足,因此本文研究了滤波器组多载波(Filter Bank Multicarrier,FBMC)和通用滤波器多载波(Universal filtered Multicarrier,UFMC)技术及其改进技术,并研究了基于多载波技术的宽带与窄带融合系统中的干扰情况。首先,本文研究了面向5G通信系统的多载波技术原理,针对FBMC技术和UFMC技术的基本原理和框架结构进行了重点分析和阐述。同时,本文研究了宽带与窄带融合通信系统的相关技术。本文先介绍了FBMC技术的基本原理并给出FBMC系统的主流框架结构,再给出UFMC技术的基本原理并阐述了UFMC系统的典型框架结构。然后,本文阐述了宽带与窄带融合系统的主流方案,并给出了典型的应用场景。其次,本文提出了基于5G新波形的多载波通信系统的优化方案。首先,本文针对快速卷积FBMC技术给出了一种滤波器优化方案,同时针对UFMC技术提出了一种新型收发机结构并给出了滤波器优化方案。其中,在快速卷积FBMC技术的优化方案中,本文分析了快速卷积的基本原理,给出了快速卷积FBMC的滤波器结构设计,并在此基础上优化了滤波器设计。在基于UFMC技术的方案优化设计中,本文首先提出了新型UFMC系统的收发机结构设计,并进一步提出了滤波器优化方案。这两种方案均降低了原始方案的运算复杂度,在保证频谱特性良好的前提下,提高了多载波方案频谱分配的灵活性。最后,本文提出了多载波技术在宽带与窄带融合通信系统中的共存模型和技术方案,分析了多载波技术方案在宽带与窄带融合通信系统中的干扰抑制技术。本文首先研究了多载波方案在宽带与窄带融合通信系统中的共存性能,给出了宽带与窄带融合方案的系统模型设计和六种技术方案。然后,本文研究了峰均比抑制对消除宽带与窄带融合通信系统干扰的影响,并提出了基于加窗削波的干扰抑制方案。仿真结果表明,基于FBMC技术的宽带与窄带融合通信系统可以进一步实现宽带与窄带系统的融合,同时峰均比抑制技术可以降低多载波宽带系统的带外干扰,且基于加窗削波的峰均比抑制方案可以很好改善多载波系统的带外滚降特性,降低宽带与窄带系统融合过程中的宽带系统对窄带系统的干扰。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5

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