面向5G的新型多载波调制技术研究及硬件实现
发布时间：2022-01-14 07:11
随着移动互联网和物联网的快速发展,越来越多的应用场景应运而生,无线业务流量需求迅猛增长,迫切需要发展第五代移动通信（5G）以适应新的需求。在波形方面,正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术在4G中发挥了很大的作用,但同时也存在一些缺点,特别是其严格的正交性和较大的旁瓣损耗。对于5G极高的性能要求,学术界提出使用滤波器组多载波调制（Filter Bank Multi Carrier,FBMC）技术,提高频谱效率,减小旁瓣损耗。与OFDM相比FBMC拥有优越的频谱效率,较小的带外泄露,宽松的同步要求等优点。本文在美国国家仪器（National Instrument,NI）的通用软件无线电外设可重置设备（USRP-RIO）上,从硬件实现的角度对FBMC技术关键模块进行研究并设计一套FBMC系统原型验证机,在实际场景下进行测试和评估,发掘FBMC技术的潜力。主要工作如下:首先,对FBMC系统基带处理的关键模块进行了原理分析、系统仿真。在原理分析部分,主要研究了FBMC与OFDM原型滤波器的不同以及频谱效率的差异,并对F...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
GFDM的收发机原理图
因此K个连续的 IFFT 输出在时域上重叠。 因此，滤波器组输出由重叠和求和操作完成，如图2-9 所示：图 2-9 采用扩展 FFT 实现的 FBMC 的原理图相应的，接收端是通过扩展 FFT 实现的，扩展 FFT 的长度是KM 。在 FBMC 中，FFT 输入的信号是重叠的，所以使用经典的滑动窗口来将多路数据解出。在 FFT 的输出端，借助加权解扩操作来恢复数据元素，其细节在图 2-10 中给出。实际上，数据恢复取决于奈奎斯特滤波器的频率系数的特性，在 FFT 模块之后加入“加权解扩”模块，其中滤波器的频率系数满足奈奎斯特定律，表示为：21111Kkk KHK (2-17)
图 2-13 含有前导数据的 FBMC 冲击波形这里，前导有两个符号长度（P1），需要传输 K 1个符号长度，从而用设定好进行信道测量。这时，数据序列的上升阶段和前导码的衰减阶段重叠。最后，输两个前导符号和SN 个数据符号，那么传输脉冲的长度就是2 2 1 S N K ，可以在考虑频率和性能的情况下，进行一些缩短。
【参考文献】：
期刊论文
[1]5G通信测试技术挑战[J]. 詹建. 国外电子测量技术. 2017(05)
[2]MUSA:面向5G IoT的免调度高过载接入方案[J]. 袁志锋,曹伟,黄伟芳,田力. 电信网技术. 2016(11)
[3]5G空口统一框架初探空口统一框架初探:软件定义空口[J]. 倪吉庆,孙奇,崔春风. 中兴通讯技术. 2016(03)
[4]Prototype for 5G New Air Interface Technology SCMA and Performance Evaluation[J]. LU Lei,CHEN Yan,GUO Wenting,YANG Huilian,WU Yiqun,XING Shuangshuang. 中国通信. 2015(S1)
[5]Non-Orthogonal Multiple Access（NOMA） for Future Downlink Radio Access of 5G[J]. LI Anxin,LAN Yang,CHEN Xiaohang,JIANG Huiling. 中国通信. 2015(S1)
[6]面向5G的PDMA图样分割多址接入技术[J]. 康绍莉,戴晓明,任斌. 电信网技术. 2015(05)
[7]5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J]. 尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,邬贺铨. 中国科学:信息科学. 2014(05)
[8]光子轨道角动量在量子通信中应用的研究进展[J]. 郭建军,郭邦红,程广明,谢良文,廖常俊,刘颂豪. 激光与光电子学进展. 2012(08)
[9]基于训练序列的FBMC系统符号定时同步改进算法[J]. 米璐,舒勤. 计算机应用研究. 2012(06)
[10]移动通信衰落信道的建模与仿真[J]. 宋晓晋,宋铁成,沈连丰. 东南大学学报(自然科学版). 2005(03)
博士论文
[1]宽子带滤波器组多载波系统及其关键技术研究[D]. 仲元红.重庆大学 2011
[2]滤波器组多载波系统快速实现及同步技术研究[D]. 吴华.重庆大学 2009
硕士论文
[1]大规模MIMO-FBMC基于导频的信道估计及预编码迭代设计[D]. 龚帅.上海师范大学 2017
[2]滤波器组多载波系统信道估计技术研究[D]. 何贤杰.浙江大学 2013
[3]降低FBMC-OQAM信号峰均功率比的无失真方法[D]. 芦世先.华中科技大学 2013
[4]基于滤波器组的多载波技术在认知无线电中的应用研究[D]. 崔云.浙江大学 2011
本文编号：3588060
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
GFDM的收发机原理图
因此K个连续的 IFFT 输出在时域上重叠。 因此，滤波器组输出由重叠和求和操作完成，如图2-9 所示：图 2-9 采用扩展 FFT 实现的 FBMC 的原理图相应的，接收端是通过扩展 FFT 实现的，扩展 FFT 的长度是KM 。在 FBMC 中，FFT 输入的信号是重叠的，所以使用经典的滑动窗口来将多路数据解出。在 FFT 的输出端，借助加权解扩操作来恢复数据元素，其细节在图 2-10 中给出。实际上，数据恢复取决于奈奎斯特滤波器的频率系数的特性，在 FFT 模块之后加入“加权解扩”模块，其中滤波器的频率系数满足奈奎斯特定律，表示为：21111Kkk KHK (2-17)
图 2-13 含有前导数据的 FBMC 冲击波形这里，前导有两个符号长度（P1），需要传输 K 1个符号长度，从而用设定好进行信道测量。这时，数据序列的上升阶段和前导码的衰减阶段重叠。最后，输两个前导符号和SN 个数据符号，那么传输脉冲的长度就是2 2 1 S N K ，可以在考虑频率和性能的情况下，进行一些缩短。
【参考文献】：
期刊论文
[1]5G通信测试技术挑战[J]. 詹建. 国外电子测量技术. 2017(05)
[2]MUSA:面向5G IoT的免调度高过载接入方案[J]. 袁志锋,曹伟,黄伟芳,田力. 电信网技术. 2016(11)
[3]5G空口统一框架初探空口统一框架初探:软件定义空口[J]. 倪吉庆,孙奇,崔春风. 中兴通讯技术. 2016(03)
[4]Prototype for 5G New Air Interface Technology SCMA and Performance Evaluation[J]. LU Lei,CHEN Yan,GUO Wenting,YANG Huilian,WU Yiqun,XING Shuangshuang. 中国通信. 2015(S1)
[5]Non-Orthogonal Multiple Access（NOMA） for Future Downlink Radio Access of 5G[J]. LI Anxin,LAN Yang,CHEN Xiaohang,JIANG Huiling. 中国通信. 2015(S1)
[6]面向5G的PDMA图样分割多址接入技术[J]. 康绍莉,戴晓明,任斌. 电信网技术. 2015(05)
[7]5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J]. 尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,邬贺铨. 中国科学:信息科学. 2014(05)
[8]光子轨道角动量在量子通信中应用的研究进展[J]. 郭建军,郭邦红,程广明,谢良文,廖常俊,刘颂豪. 激光与光电子学进展. 2012(08)
[9]基于训练序列的FBMC系统符号定时同步改进算法[J]. 米璐,舒勤. 计算机应用研究. 2012(06)
[10]移动通信衰落信道的建模与仿真[J]. 宋晓晋,宋铁成,沈连丰. 东南大学学报(自然科学版). 2005(03)
博士论文
[1]宽子带滤波器组多载波系统及其关键技术研究[D]. 仲元红.重庆大学 2011
[2]滤波器组多载波系统快速实现及同步技术研究[D]. 吴华.重庆大学 2009
硕士论文
[1]大规模MIMO-FBMC基于导频的信道估计及预编码迭代设计[D]. 龚帅.上海师范大学 2017
[2]滤波器组多载波系统信道估计技术研究[D]. 何贤杰.浙江大学 2013
[3]降低FBMC-OQAM信号峰均功率比的无失真方法[D]. 芦世先.华中科技大学 2013
[4]基于滤波器组的多载波技术在认知无线电中的应用研究[D]. 崔云.浙江大学 2011
本文编号：3588060
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