增强型多载波的信道估计及接入技术研究

发布时间：2017-08-03 22:12

  本文关键词：增强型多载波的信道估计及接入技术研究

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【摘要】：基于添加循环前缀的正交频复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing with Cyclic Prefix,CP-OFDM)使用循环前缀(Cyclic Prefix,CP)来完全消除符号间干扰(Inter Symbol Interference,ISI),但是CP的使用浪费了大量的时频资源。基于滤波器组多载波系统(Filter Bank-based Multicarrier,FBMC)由于其高频谱效率以及原型滤波器时频聚焦带来的对抗ISI的鲁棒性受到广泛的关注。然而FBMC系统只满足实数域正交条件,因此CP-OFDM中的信道估计技术不能直接应用于该系统。针对FBMC系统的信道估计,本文进行了全面的研究,并提出了相应的改进算法。第三代移动通信长期演进(3GPP Long Term Evolution,3G LTE)上行链路的随机接入检测方法对移动台所能承受的最大多普勒频移有一定限制,因此本文针对高速运动这一特定场景,重新设计了前导序列以及随机接入检测方法来满足实际需求。首先,本文研究了FBMC系统已有的信道估计算法,并通过分析FBMC系统导频通过信道后受到干扰的特性,针对块状导频以及散状导频结构分别提出了一种基于辅助导频的结构以及一种基于导频组合的结构。而对于多输入多输出系统(Multiple-input Multiple-output,MIMO)与FBMC系统相结合的MIMO-FBMC系统,本文提出了一种基于复数序列拆分的的策略将正交序列用于信道估计。其次,本文研究了高速场景下的LTE上行链路的随机接入多用户检测算法。物理随机接入信道(Physical Random Access Channel,PRACH)使用Zadoff-Chu(ZC)序列作前导序列。接收端通过本地的ZC序列与接收信号进行相关运算后的相关峰峰值位置来判断哪些用户接入了系统。然而在高速场景中,多普勒频移会对前导序列的相关峰造成偏移使得系统的虚警概率升高。针对这一问题本文提出通过特定的方式生成ZC序列的根序列号,接着在接收端动态地设置搜索窗的范围来完成最终的随机接入多用户检测。高数据传输率需要频谱效率更高效的物理层空口技术,高速场景下的通信中也需要保持良好的信号连接状态。因此本文相应关键技术的研究分析是必要的。
【关键词】：滤波器组多载波系统 LTE 多输入多输出 信道估计 随机接入
【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】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-16
• 第一章 绪论16-23
• 1.1 研究背景与现状16-19
• 1.2 FBMC系统信道估计综述19-20
• 1.3 LTE系统随机接入检测技术综述20-21
• 1.4 主要研究内容及贡献21-22
• 1.5 论文结构及内容安排22-23
• 第二章 FBMC系统原理与实现23-34
• 2.1 引言23
• 2.2 FBMC系统的基本原理23-30
• 2.2.1 原型滤波器的设计23-28
• 2.2.2 FBMC系统数学描述28-30
• 2.3 FBMC系统的实现方法30-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 FBMC系统信道估计研究34-57
• 3.1 引言34
• 3.2 FBMC系统信道估计基本原理34-38
• 3.2.1 块状导频结构35-36
• 3.2.2 散状导频结构36-37
• 3.2.3 FBMC系统信道估计数学描述37-38
• 3.3 基于块状导频结构的信道估计研究38-50
• 3.3.1 ICM导频结构38-42
• 3.3.2 IAM导频结构42-44
• 3.3.3 基于辅助导频结构的信道估计方法44-47
• 3.3.4 仿真分析47-50
• 3.4 基于散状导频结构的信道估计研究50-56
• 3.4.1 AUP导频结构50-52
• 3.4.2 基于导频组合结构的信道估计方法52-54
• 3.4.3 仿真分析54-56
• 3.5 本章小结56-57
• 第四章 MIMO-FBMC系统信道估计研究57-71
• 4.1 引言57
• 4.2 MIMO-FBMC系统信道估计基本原理57-60
• 4.2.1 MIMO-FBMC系统信道估计数学描述58-59
• 4.2.2 基于块状导频结构的信道估计研究59-60
• 4.3 基于复数正交序列分解的信道估计方法60-70
• 4.3.1 导频序列的设计60-62
• 4.3.2 信道估计方法的数学描述62-65
• 4.3.3 最佳序列设计与分析65-66
• 4.3.4 仿真分析66-70
• 4.4 本章小结70-71
• 第五章 高速场景LTE随机接入检测算法研究71-84
• 5.1 引言71
• 5.2 LTE随机接入检测算法71-76
• 5.2.1 随机接入系统模型71-73
• 5.2.2 随机接入前导序列的检测73-76
• 5.3 一种适用于高速场景的随机接入检测算法76-83
• 5.3.1 多普勒频移对前导序列的影响76-78
• 5.3.2 基于高速场景的随机接入检测方法78-79
• 5.3.3 仿真分析79-83
• 5.4 本章小结83-84
• 第六章 全文总结84-86
• 6.1 本文贡献84
• 6.2 未来研究方向84-86
• 致谢86-87
• 参考文献87-92
• 攻读硕士学位期间的研究成果92-93
• 个人简历93-94
• 学位论文评审后修改说明表94-95

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 尤肖虎;未来移动通信技术发展趋势与展望[J];电信技术;2003年06期

2 尤肖虎,曹淑敏,傅学群;我国未来移动通信研究开发展望[J];电信科学;2002年08期

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本文编号：616558