MIMO-FBMC技术研究

发布时间：2017-06-12 22:13

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【摘要】：与OFDM技术不同,FBMC技术由于添加了原型滤波器的设计,各个载波之间不需要是完全正交的,也不再需要插入循环前缀等操作。这种基于滤波器组的多载波技术(Filter-bank Based Multi-Carrier,FBMC)现在是5G系统多载波方案之中的重要选择之一。多输入多输出技术(Multiple Input Multiple Output,MIMO)的优势就是可以提高无线通信系统的可靠性,多输入多输出技术也可以提升无线通信传输速率,提高系统容量,是无线通信领域的重要研讨课题。所以文章以FBMC的多天线技术为主要的介绍重点。论文的第一章回顾了无线通信的发展历程,对正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex,OFDM)技术和FBMC技术进行了简单的介绍。列举了一些OFDM技术的优势、劣势,同时也归纳了一些FBMC技术的优点、缺点。通过对比引出FBMC技术受推崇以及做FBMC研究的原因。论文的第二章首先对FBMC系统的整个链路做了简单的描述。又对FBMC系统的数学原理推导过程做了介绍,通过公式的推导引入了IFFT/FFT模块在FBMC系统中的应用。简单的对MIMO技术进行了介绍,特别提出了MIMO中常见的V-BLAST技术。文中多数研究是空间复用与FBMC技术的结合,所以这里主要是针对空间复用典型结构V-BLAST结构做了介绍。第二章最后章节给出了部分FBMC系统的性能仿真。文章的第三章和第四章为个人研究所提出的方法。第三章介绍了在不同的信道环境下,通过不同的信道特性,针对基于单输入单输出技术(Single Input Single Output,SISO)的SISO-FBMC系统和MIMO-FBMC系统选择合适的发送数据块的方法,这种方法能够根据发送端的数据结构,在接送端消除大部分干扰,而剩余的干扰相对此时的通信环境和已经消除的干扰是可以忽略的。文章对时域共轭发送数据块、频域共轭发送数据块两种方法的结构做了图示、公式推导并且进行了仿真以及性能比较。论文的第四章给出了关于干扰称重方法的改进的MMSE均衡器(ImprovedMinimum Mean Square Error,I-MMSE)和发送天线结构的方法。其中干扰称重的方法灵感来自干扰的分布特性。因为FBMC系统固有干扰的分布服从或者近似服从高斯分布,因此将这部分系统固有的干扰作为高斯白噪声处理。而发送天线结构的灵感来自Alamouti结构和FBMC系统本身固有干扰的特性,利用共轭的关系产生绝对值相同符号相反的干扰,通过相加、减消除干扰。第四章对两种方法分别进行了推导以及性能仿真和性能比较。最后一章是全文总结,并介绍了未来可能的研究方向。
【关键词】：FBMC MIMO 系统干扰
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN919.3
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-17
• 第一章 绪论17-23
• 1.1 研究背景与现状17-21
• 1.1.1 无线通信发展史17-18
• 1.1.2 OFDM技术介绍18-20
• 1.1.3 FBMC技术介绍20-21
• 1.2 本文结构及内容安排21-23
• 第二章 FBMC系统和MIMO系统介绍与性能分析23-38
• 2.1 引言23-24
• 2.2 FBMC系统概述24-30
• 2.2.1 FBMC系统原理描述24-27
• 2.2.2 FBMC系统数学描述27-30
• 2.3 MIMO-FBMC系统介绍30-34
• 2.3.1 空间复用技术简介31-32
• 2.3.2 空间分集技术简介32-34
• 2.4 FBMC性能仿真与分析34-37
• 2.5 本章小结37-38
• 第三章 FBMC系统发送数据结构38-61
• 3.1 引言38
• 3.2 FBMC系统干扰分析38-41
• 3.2.1 SISO-FBMC系统的干扰分析38-40
• 3.2.2 MIMO-FBMC系统的干扰分析40-41
• 3.3 发送数据结构-频域共轭41-48
• 3.3.1 频域共轭发送数据块原理介绍41-45
• 3.3.2 仿真结果及性能分析45-48
• 3.4 发送数据块结构-时域共轭48-51
• 3.4.1 时域共轭发送数据块原理介绍48-50
• 3.4.2 仿真结果及性能分析50-51
• 3.5 方法在MIMO-FBMC中的应用51-60
• 3.5.1 频域共轭发送数据块原理介绍51-54
• 3.5.2 时域共轭发送数据块原理介绍54-55
• 3.5.3 仿真结果及性能分析55-60
• 3.6 本章小结60-61
• 第四章 MIMO-FBMC系统研究与仿真61-77
• 4.1 引言61
• 4.2 干扰统计方差均衡61-70
• 4.2.1 FBMC系统干扰分析及称重62-64
• 4.2.2 I-MMSE均衡器公式推导64-67
• 4.2.3 性能仿真及分析67-70
• 4.3 发送天线结构70-76
• 4.3.1 原理介绍70-73
• 4.3.2 性能仿真与分析73-76
• 4.4 本章小结76-77
• 第五章 全文总结77-79
• 5.1 本文贡献77
• 5.2 对下一步工作的建议和未来研究方向77-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-86
• 个人简历86-87
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目及研究成果87-88
• 学位论文评审后修改说明表88-89
• 学位论文答辩后勘误修订说明表89-90

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本文编号：445080