基于滤波器组的调制解调技术研究

发布时间：2017-09-24 03:07

  本文关键词：基于滤波器组的调制解调技术研究

  更多相关文章： 滤波器组多载波 波形优化 邻频抑制 同步 广义频分复用

【摘要】：基于滤波器组的多载波实现技术,可以有效解决带外功率泄露的问题,并且能够支持灵活的频谱接入方式,是一种新的物理层传输技术,它已经成为认知无线电以及未来5G通信的候选物理层传输技术之一。本文针对基于滤波器组的波形优化技术以及同步技术做了深入、细致的研究,提出了一系列的算法来提高带外干扰抑制的能力以及同步的性能。首先,本文介绍了认知无线电、5G以及滤波器组多载波技术的研究价值以及发展历程,并介绍了滤波器组多载波调制解调的相关理论基础。其次,本文研究了基于滤波器组的波形优化设计技术。针对单载波通信系统,重点讨论了利用成型滤波器抑制邻道干扰的方案,并给出了如何利用半带滤波器来降低实现的复杂度。针对传统的OFDM系统,详细讨论了利用加窗、加双窗、设置保护频带以及插入消除子载波等方式抑制带外功率泄露的优缺点,并针对230MHz专网抑制带外干扰的应用场景,重点研究了加窗方法中窗函数类型以及窗长度对邻道干扰抑制性能的影响。在此基础上,本文讨论了GFDM系统中邻频抑制的相关技术,包括设计具有较窄过渡带的原型滤波器、设置保护频带、加保护符号等,对比了GFDM系统与OFDM系统的带外功率泄露的性能,并给出了相应的仿真结果与分析。随后,本文研究了同步系统设计的问题,针对这一问题给出了一些具体的解决方案。首先讨论了单载波系统中基于前导的同步技术,研究了包括同步序列的选取、粗定时同步、小数倍频偏的估计及纠正、定时偏差的估计及纠正、精确定时同步、整数倍频偏的估计及纠正以及相位跟踪等在内的具体实现,并给出了仿真性能。在此基础上,讨论了GFDM系统中同步实现的难点,并给出了具体的同步实现方案,包括前导序列的设计、粗定时同步、频偏估计及纠正以及残余相差的估计及纠正,并针对230MHz专网的情景给出了相应的仿真性能。最后,针对230MHz专网的应用场景,本文给出了对应的GFDM系统的邻道干扰抑制和同步技术的硬件设计与实现。首先,基于Simulink和任意波形发生器的硬件平台,验证了GFDM邻道抑制的性能。其次,在由AD9361射频子卡、Xinlinx KC705开发板以及Simulink构成的通信平台上,验证了经由无线空间传输的GFDM同步技术。
【关键词】：滤波器组多载波 波形优化 邻频抑制 同步 广义频分复用
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92;TN911.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 缩略词12-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 认知无线电的发展13-15
• 1.2 电力系统无线通信的发展15-17
• 1.3 滤波器组多载波技术的研究概况17-18
• 1.4 论文工作及章节安排18-21
• 第二章 滤波器组调制解调技术的基本原理与应用21-31
• 2.1 FBMC的基本原理21-23
• 2.2 UFMC的基本原理23-24
• 2.3 GFDM的基本框架24-29
• 2.3.1 GFDM发射机模型25-27
• 2.3.2 GFDM接收机模型27-29
• 2.4 GFDM在认知无线电中的潜在应用29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 基于滤波器组的信号优化设计31-51
• 3.1 单载波系统中邻频抑制技术的实现31-37
• 3.2 OFDM系统中邻频抑制技术的实现37-44
• 3.3 GFDM系统中邻频抑制技术的实现44-49
• 3.4 本章小结49-51
• 第四章 同步系统设计51-75
• 4.1 频偏和定时偏差对系统性能的影响51-55
• 4.1.1 频偏对系统性能的影响51-53
• 4.1.2 定时偏差对系统性能的影响53-55
• 4.2 单载波系统中基于前导的同步技术55-70
• 4.2.1 粗定时同步和小数倍频偏估计58-60
• 4.2.2 定时误差估计与恢复60-62
• 4.2.3 小数倍频偏平滑和纠正62-63
• 4.2.4 整数倍频偏估计63-65
• 4.2.5 帧边界精确同步65
• 4.2.6 相位跟踪65-69
• 4.2.7 同步仿真性能69-70
• 4.3 GFDM系统中基于前导的同步技术70-73
• 4.4 本章小结73-75
• 第五章 邻频抑制和同步的硬件实现75-85
• 5.1 邻频抑制的验证平台介绍75-77
• 5.2 邻频抑制的验证77-79
• 5.3 同步算法的验证平台介绍79-80
• 5.4 同步算法的验证80-83
• 5.5 本章小结83-85
• 第六章 全文总结与展望85-87
• 6.1 论文内容总结85-86
• 6.2 进一步的研究方向86-87
• 参考文献87-91
• 作者简介(包括论文和成果清单）91-93
• 致谢93

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本文编号：908988