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《重庆大学》 2009年
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滤波器组多载波系统快速实现及同步技术研究

吴华  
【摘要】: 滤波器组多载波技术(Filter Bank based Multicarrier,FBMC)具有较强的抗多径干扰的能力,能够较好的解决高速率无线通信和复杂均衡接收技术之间的矛盾,是未来新一代宽带无线通信系统的核心技术之一。OFDM是滤波器组多载波技术中选择矩形脉冲作为滤波器的一种特例,它实现了最大化的抑制符号间干扰(ISI),但是受载波间的干扰(ICI)影响十分严重,为了达到对ISI和ICI干扰的平衡抑制,需要考虑性能更全面的滤波器组多载波技术。 本文首先全面介绍了滤波器组多载波技术研究现状和关键技术,并列出了目前该领域的一些仍待解决的问题,指出了本文的主要研究内容。 然后在分析了移动通信衰落信道基本特性的基础上,比较了OFDM和滤波器组多载波技术的基本原理、基带等效模型和频谱特性等,重点分析了二者之间的联系和区别,并给出了它们对应的实现框架。从基带实现上可以看到滤波器组多载波选择了时域非矩形脉冲,在提高性能的同时,也给系统的调制和解调快速算法、同步技术、信道估计和均衡技术等带来更高的实现难度。 为了降低多载波实现难度,论文从时频分析和基带多载波通信的理论基础,提出了一种基于成型脉冲滤波的FBMC系统高效快速实现算法。该算法先把多载波连续系统抽样得到离散化模型,然后对系统模型延时进行因果化处理,最后利用成型脉冲的有限截断长度和复指数函数的周期性简化离散模型并得到快速实现算法。该算法计算复杂度仅略大于OFDM中基于FFT的快速实现算法,并且可以灵活的选择滤波器截断长度和系统基带采样频率。 多载波技术一般较单载波技术更容易受同步偏差的影响。解决同步问题,首先需要得到系统性能受同步偏差带来的量化干扰分析。基于OFDM系统同步偏差给系统影响的相关文献较多,研究也很成熟,但还很少有针对FBMC做相关的理论分析和给出对应的理论模型。本文接下来为了给FBMC系统的帧结构、同步和检测算法提供理论上的指导和参考,提出了一种针对频偏和符号定时偏移对FBMC性能影响的分析模型建模方法。该方法首先把解调后的输出分为有用信号部分及频率同步偏差带来的ICI和ISI部分,然后基于发送和接收成型脉冲的互模糊函数给出了每个部分的量化分析,最后利用发送信号的相关统计特性得到解调后输出的信干比。实验结果表明,同步偏差带来的系统误码率和分析方法理论计算得到的信干比是一致的。 理论分析的结果和实验表明,FBMC作为一种多载波技术和OFDM一样,也是受同步偏差的影响较大。为了提高FBMC系统的性能,有必要解决该技术的同步问题,由于基于OFDM系统的同步算法已经很成熟,在各种文献和相关的无线通信标准文档上都讨论的比较多,所以针对同步实现,本文提出基于OFDM符号结构的FBMC同步技术,该部分内容先给出了三类OFDM同步算法的基本原理和同步度量比较,包括基于CP的盲同步,基于二重复和四重复延迟相关同步,基于ZC序列的互相关同步。通过分析,基于四重复延迟相关和互相关同步这两种算法的性能较好,并且二者的优缺点正好互补,因此在提出的系统帧结构中,包含这两种同步算法的训练符号,这样就可以在同步实现中综合二者的优点,得到更好的同步性能。 采用OFDM中一些很成熟的同步技术并直接运用到FBMC系统中,尽管在实际中是可行的,但这种方法有以下需要完善之处:1发射和接收端都必须具备OFDM和FBMC两种多载波调制解调装置,导致系统复杂性增加;2同步训练符号的添加不方便,为了避免其他FBMC符号对训练符号的影响,只适合添加在突发通信系统的帧头;3对于非突发通信,OFDM训练符号和FBMC符号之间需要额外添加时域过渡保护,降低了频谱效率;4由于同步符号和数据符号不是基于同一多载波调制解调技术,因此难以把频域信道估计和同步联合处理。 为了克服以上不足,更好的提升系统性能,论文最后提出了一种基于FBMC帧结构训练序列的同步解决方案。该方案首先给出了同步训练数据结构,并从理论上证明训练序列具有的延迟冗余特性,其次在同步算法上充分的利用到了训练序列提供的有效冗余,提出了一种定时精确的FBMC符号同步算法和高精度、大估计范围的自适应频偏估计方法,在保证估计精度的同时,较以往算法的估计范围提高了1-2个数量级。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN713

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高西奇,尤肖虎,江彬,潘志文;面向后三代移动通信的MIMO-GMC无线传输技术[J];电子学报;2004年S1期
2 滑瀚;高西奇;尤肖虎;;过采样广义调制滤波器组在B3G移动通信系统中的实现[J];电路与系统学报;2006年02期
3 程玉荣,孙玲芬;基于余弦调制滤波器组的多载波调制[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2000年03期
4 费满锋;易克初;;一种基于滤波器组的快速自适应频域均衡方法[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2009年02期
5 张丙峰;朱维红;高振明;;滤波多音调制系统的滤波器优化设计[J];山东大学学报(理学版);2007年05期
6 杨星海;朱维红;隋超;;滤波多音调制技术均衡算法研究[J];济南大学学报(自然科学版);2008年01期
7 朱维红,高振明,高有军,许峰;滤波多音调制系统频偏分析与仿真[J];通信学报;2005年09期
8 金国平;钟华;郑林华;;基于噪声功率估计的FMT时域信道估计[J];系统仿真学报;2008年09期
9 陈悦,朱维红,高振明,李金海;一种FMT系统内的MMSE-DFE均衡方法及其性能研究[J];信号处理;2005年01期
10 金国平;钟华;郑林华;;FMT——正交多载波滤波多音调制技术研究现状分析[J];信号处理;2008年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈静,彭安金;基于余弦调制滤波器组的电力系统谐波分析[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年03期
2 王建忠;多相滤波在软件无线电中的应用[J];兵工自动化;2004年04期
3 王甲峰;;弱周期信号的时域积分检测法[J];兵工自动化;2007年09期
4 李学斌,刘泽民;多率滤波器组消除混迭的一种方法[J];北京邮电大学学报;2002年03期
5 温靖;;基于多种雷达信号的中频接收机设计[J];江西师范大学学报(自然科学版);2009年01期
6 赵义正;HSP50214B在数字解调系统中的应用[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2002年01期
7 张健,向敬成;直接中频采样全数字化多模式接收机[J];电讯技术;1999年05期
8 李炯亮,吴嗣亮;HSP50216在数字中频接收机中的应用[J];电讯技术;2002年03期
9 李利,刘向东;软件数字下变频技术研究[J];电讯技术;2002年05期
10 罗昀,吕幼新,向敬成;一种基于FPGA的数字下变频器[J];电讯技术;2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 焦阳;何杰;;宽带数字多相信道化接收技术的DSP实现[A];全国第二届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2007年
2 宋磊;王大成;梁珊珊;丁士圻;;扩频技术在水声定位系统中的应用研究[A];2007年全国水声学学术会议论文集[C];2007年
3 卜妍;郝莉;廖艳;;抽取式HB滤波器基于FPGA的优化实现[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年
4 朱宏;白文乐;牛长流;;PAM调制方式下定时估计算法中代价函数的性能分析[A];2008通信理论与技术新发展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(下)[C];2008年
5 王保升;郝洪艳;;跌落冲击计算机辅助测试系统的研究[A];第十一届全国包装工程学术会议论文集(二)[C];2007年
6 成少锋;李双田;;全双工免提电话中的回波抵消算法研究[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴伟;通带匹配数字侦察接收技术研究[D];电子科技大学;2007年
2 苏钢;TDD系统中部分信道状态下广义高斯理论的应用研究[D];华中科技大学;2007年
3 王旭东;基于FPGA的雷达信号侦察数字接收机关键技术研究[D];南京航空航天大学;2007年
4 张伟军;UWB-HPM空间目标探测雷达实验系统及其相关技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
5 石志广;基于统计与复杂性理论的杂波特性分析及信号处理方法研究[D];国防科学技术大学;2007年
6 董鸿燕;边缘检测的若干技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
7 曾操;多通道地面动目标检测雷达稳健阵列处理方法研究[D];西安电子科技大学;2008年
8 石刚;探地雷达系统优化及在隧道地质超前预报中的应用研究[D];长安大学;2009年
9 唐建生;运动目标辐射噪声的宽带波束形成研究[D];西北工业大学;2006年
10 胡刚;新型膜片钳放大器的研制开发[D];华中科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李书华;基于DA算法的FIR数字滤波器设计及其FPGA实现[D];湘潭大学;2009年
2 吴桂琴;基于System Generator中频数字接收系统的设计与实现[D];武汉理工大学;2009年
3 党亚利;数字接收机的研制[D];西安电子科技大学;2009年
4 华宏图;超宽带认知无线电关键技术研究[D];长春理工大学;2009年
5 连丹丹;基于极化敏感阵列信号的多参数估计研究[D];长春理工大学;2009年
6 杨敏;现代通信系统中高效抽取滤波器技术研究[D];南京理工大学;2008年
7 徐晓理;宽带雷达海面目标检测与应用[D];南京理工大学;2008年
8 张思齐;基于三种不同FPGA芯片的数字中频接收机设计及实现[D];西南交通大学;2009年
9 赵鸣翔;蜂窝移动通信系统单基站定位技术研究[D];西南交通大学;2009年
10 倪新永;基于过采样技术的数字滤波器的设计与VLSI实现[D];西南交通大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈洁君,侯晓赟,罗汉文,葛建华;OFDM系统中基于PN序列的迭代相关检测信道估计[J];电视技术;2004年08期
2 陈洪;张尔扬;;一种基于噪声功率估计的MC-CDMA信道估计算法[J];桂林电子科技大学学报;2006年06期
3 李晨,高振明,朱维红,高有军;滤波多音调制中的预编码性能研究[J];山东大学学报(理学版);2005年01期
4 魏慧玲,高振明,朱维红,李晨,高有军;FMT系统中信道估计的分析与仿真[J];山东大学学报(理学版);2005年03期
5 胡兰雨;高振明;朱维红;张灿;孙巧云;;基于PN码导频的FMT信道估计方法[J];山东大学学报(理学版);2006年01期
6 朱小刚,诸鸿文,戎蒙恬;最小均方误差判决和自适应判决反馈均衡器的设计实现[J];上海交通大学学报;2001年06期
7 姜永权;马逸新;;一种基于PN序列的OFDM时域信道估计方法[J];汕头大学学报(自然科学版);2006年04期
8 朱维红,高振明,高有军,许峰;滤波多音调制系统频偏分析与仿真[J];通信学报;2005年09期
9 陈悦,朱维红,高振明,李金海;一种新的正交多载波调制技术——滤波多音调制(FMT)[J];无线通信技术;2003年04期
10 张伟,杜岩,李军,张永生;高效率高精度的OFDM载波频率捕获和信道估计算法[J];系统仿真学报;2005年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑文彦;李白萍;王飞;;一种OFDM时频捕获与频率跟踪方案[J];无线电通信技术;2007年03期
2 胡象源;广义滤波器组变换及其实现[J];铁道学报;1989年02期
3 黄福新;杨苹;;两种OFDM调制实现方法的性能分析[J];信息技术;2006年04期
4 李伟华,赵亚红,吴伟陵;基于小波包的多载波技术[J];电讯技术;2002年02期
5 郭勇;高璟贤;李宏扬;;一种新型的OFDM系统频率同步方案[J];山西电子技术;2007年03期
6 赵知劲;基于余弦调制滤波器组的一种高效实现[J];电子学报;1997年08期
7 杨文东;蔡跃明;徐友云;;一种基于连续导频的OFDM载波同步算法[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2006年03期
8 杜伟韬,杨占昕;AAC编码器的滤波器组——原理与实现[J];北京广播学院学报(自然科学版);2005年01期
9 张继学;浅析正交频分复用技术应用[J];无线电工程;2004年12期
10 雷俊;吴乐南;;改进的OFDM符号粗同步算法[J];应用科学学报;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王昕;张正喜;;基于802.16a的OFDM同步技术及DSP实现[A];江苏省通信学会2004年学术年会论文集[C];2004年
2 温源;侯震;李明;王之禹;俞铁城;;Mel刻度上非均匀分布滤波器组在MFCC参数提取中的应用[A];第六届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];2001年
3 孙科;刘皓;;一种OFDM频率同步算法及实现[A];2006中国西部青年通信学术会议论文集[C];2006年
4 缪晖;蔡跃明;徐友云;井俊;威力;;MIMO-OFDM系统中同步算法的设计与FPGA实现[A];2005'中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会论文集[C];2005年
5 居敏;许宗泽;;OFDM系统中基于正交映射的峰平功率比控制的改进方案[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年
6 张菊茜;舒治安;郭黎利;;一种新的OFDM系统定时同步算法[A];中国造船工程学会电子技术学术委员会2006学术年会论文集(上册)[C];2006年
7 曾琦;郝莉;;基于Matlab的FH-OFDM系统仿真[A];2006中国西部青年通信学术会议论文集[C];2006年
8 秦雅娟;刘元安;;编码32DAPSK信号的解调新方法[A];2004年全国通信软件学术会议论文集[C];2004年
9 张保轩;关卫华;;语音滤波器组硬件的参数优化[A];第二届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];1992年
10 王海芳;于耕;;基于正交频分复用(OFDM)的CDMA技术初探[A];开创新世纪的通信技术——第七届全国青年通信学术会议论文集[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;多载波技术在3G网络部署中的应用[N];人民邮电;2006年
2 信息产业部电信研究院通信标准 研究所 沈嘉;下一代无线宽带通信的核心OFDM/OFDMA[N];计算机世界;2006年
3 ;如何快速实现人力资源管理信息化?[N];计算机世界;2004年
4 山西广播电视局 崔秋风;数字电视ADTB-T系统单载波技术与多载波技术的比较[N];山西科技报;2006年
5 本版编辑 沈建苗 编译 刘涛;固定WiMAX的两大应用领域[N];计算机世界;2006年
6 本报记者 解小如;恒东农药快速实现跨越式发展[N];农资导报;2006年
7 陈永建;中小企业如何快速实现基础财务信息化?[N];计算机世界;2004年
8 本报记者  侯晓轩;方正提升核“芯”制造[N];计算机世界;2006年
9 叶国标;标准之争不休 数字电视发展延误良机[N];经济参考报;2005年
10 张建辉 吴松;TD—SCDMA积跬步 HSDPA以致千里[N];通信产业报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 彭端;宽带无线移动通信系统中的同步理论和技术研究[D];北京邮电大学;2006年
2 管云峰;突发CDMA与突发OFDM接收机同步算法研究及实现[D];浙江大学;2003年
3 颜彪;多载波及其多载波CDMA系统中的关键技术研究[D];南京航空航天大学;2005年
4 罗仁泽;OFDM无线移动通信系统关键技术研究[D];电子科技大学;2005年
5 石璟;无线中继系统中的资源优化分配与合作策略研究[D];浙江大学;2007年
6 龚劬;小波的设计与图像压缩新方法研究[D];重庆大学;2002年
7 刘珂;基于OFDM的数字电视地面广播解调芯片研究与设计[D];复旦大学;2006年
8 王欣;高速移动环境下OFDM系统关键技术的研究[D];北京交通大学;2007年
9 俞鹤伟;宽带无线网络中的正交频分复用技术研究[D];华南理工大学;2004年
10 朱彤;基于正交频分复用的水声通信技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王伟伟;OFDM系统的同步技术的研究[D];大连海事大学;2006年
2 李建国;正交镜像滤波器组的原理及实现[D];广东工业大学;2004年
3 史金芬;基于频罩法的多载波通信中的数字滤波器设计[D];东南大学;2006年
4 胡小洪;正交频分复用频率估计技术研究[D];西安电子科技大学;2000年
5 郑蕾;基于OFDM技术的PLC通信系统中同步算法的研究及其FPGA实现[D];东南大学;2006年
6 金华峰;OFDM系统时频同步算法研究[D];西安电子科技大学;2007年
7 金小萍;基于IEEE802.11a协议OFDM同步算法的研究[D];浙江工业大学;2004年
8 吕淑静;正交频分复用同步技术研究[D];西北工业大学;2005年
9 郑美华;OFDM系统同步算法研究[D];华中科技大学;2005年
10 何志斌;OFDM同步算法及其仿真[D];北京邮电大学;2006年
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