滤波多音调制（FMT）通信技术研究

发布时间：2020-05-23 03:55

【摘要】：众所周知无线化和宽带化是当今通信行业乃至整个信息产业研究的热点,随着互联网业务飞速发展,用户对网络的吞吐量和移动性都有了更高的要求。无线通信在其中起到了十分重要的作用,然而,无线通信的传播环境是一种随时间、环境和其他外部因素而变化的传播环境,因此仍然面临着众多的挑战。在通信系统中,数据的传输速率越来越快,码间干扰(ISI)对传统的单载波系统造成了很多阻碍,严重限制了系统数据传输的速率。多载波传输技术是一种有效克服ISI的方法,多载波技术可以按照其子载波频谱的划分分为两大类:一种是以OFDM为代表的子信道相互重叠的方式,一种是以滤波多音调制FMT技术为代表的子信道频带不重叠的方式。正交频分复用OFDM技术起源于20世纪50年代中期,凭借其抗多径干扰的优点得到了广泛的研究,即便如此,OFDM技术也有很多缺点,比如对频偏和相位噪声的抵抗力较弱;二是为了保持子信道的正交性和对抗多径干扰需要插入循环前缀和虚载波,这在降低系统的频谱利用率的同时也提高了系统的实现复杂度。而滤波多音(FMT)调制技术相对于OFDM是一种比较新兴的技术,该技术同样具有良好的抗多径效应,与OFDM不同的是,FMT在使用滤波器组将子信道划分为严格正交的矩形频谱,频谱约束能力极高,使子载波之间保持严格正交,因此系统克服了FMT系统对频偏敏感的缺点。它同时也是VDSL技术的标准之一,因此在未来的无线通信中具有广阔的应用前景。本文主要研究了FMT技术的理论原理和实现方式,并搭建了完整的FMT无线通信系统进行了仿真验证。首先对FMT和OFDM技术的发展概况进行了阐述,然后分析了二者的基本原理和实现模型,并对其子信道划分方式、系统结构、性能和复杂度进行了对比。然后重点研究了FMT系统的高效实现方式,包括原型滤波器与滤波器组的设计,并搭建了完整的FMT系统进行了仿真验证。最后研究了FMT系统的PAPR问题,仿真了其PAPR分布并与OFDM系统进行了对比,最后提出了使用限幅法和选择性映射方法改善系统PAPR性能的方法,并对其优化结果进行了仿真。
【图文】：

频谱,频带分割,子信道

提出用正交子载波将信道划分为多个信道的调制方式。所有的多载波传输系统都是建立在信道分割这一基本的概念上的。按照子信道不同的频谱重叠情况，可以将 MCM 分为两大类：一种是子信道频谱互相重叠的方式 (图1.1a)，如 OFDM技术；一种是子信道频谱互相不重叠的方式 (图1.1b)，如 FMT 技术。(a)(b)图 1.1 子信道频带分割图。(a) 重叠频谱，(b) 非重叠频谱Figure 1.1 Subchannel frequency band segmentation.(a)Overlapping spectrum,(b)Non-Overlapping spectrum2

子信道,频域,形式

图 1.2 OFDM 与 FMT 在频域的子信道形式[1]Figure 1.2 Subchannel forms of OFDM and FMT in Frequency domain1.2.2 OFDM 技术的发展
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.53

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