收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

滤波多音调制(FMT)系统均衡技术研究

钟华  
【摘要】: 多载波调制技术具有抗多径能力和较高频谱利用率等优点,已经成为下一代宽带通信物理层核心技术之一。目前,对于多载波调制技术的研究主要集中在正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplex)和滤波多音调制(FMT,Filtered Multitone Modulation)上。OFDM具有均衡简单等优点,但其子信道间的正交性容易受频偏等因素的影响而被破坏,从而引起信道间干扰(ICI,Inter-channel Interference),导致系统性能下降。FMT与OFDM的本质区别在于FMT子信道频谱互不重叠。正因为如此,FMT系统的ICI很小,抗频偏性能好,并且不需要循环前缀和虚载波等开销。但FMT系统子信道频谱不重叠是通过不满足理想重构条件的原型滤波器来实现,这将不可避免地引入符号间干扰(ISI,Inter-symbol Interference),尤其当FMT应用于无线多径环境时,ISI将进一步增大,导致误码率急剧增加,严重影响FMT系统性能。因此,在接收端必须采用均衡来消除码间干扰。论文就是针对FMT系统的均衡问题,对子信道均衡、Turbo迭代均衡以及盲均衡等技术进行了深入的研究和分析。 论文首先分析了无线衰落信道和FMT系统模型,以滤波器组技术为出发点,介绍了FMT系统的基本原理,结合图形说明了FMT系统基于离散傅立叶变换(IDFT,Inversed Discrete Fourie Transform)和傅立叶变换(DFT,Discrete Fourie Transform)的快速算法和多相滤波的有效实现结构,推导了FMT信号的矩阵表示式,并重点分析了平坦衰落信道、频率选择性衰落信道以及时变频率选择性衰落信道条件下FMT均衡器所要处理的对象。 FMT系统的一个显著特点是ICI很小,而接收信号中的ISI可以通过采用每个子信道独立均衡的方法来消除。因此,论文随后重点研究了FMT系统的子信道频域均衡算法。首先分析了基于判决反馈均衡(DFE,Decision Feedback Equalization)的四种FMT子信道均衡算法,根据最小均方误差(MMSE,Minimum Mean Square Error)准则推导了DFE均衡器系数的求解表达式,并对四种算法的可达比特率(ABR,Achievable Bit Rate)和误比特率(BER,Bit Error Ratio)性能进行了仿真分析。DFE均衡器系数通常是以MMSE准则来计算,但接收机的BER与信号的信干噪比(SINR,Signal-to-interference-plus-noise Ratio)有关,当均衡器系数满足MMSE准则时,并不能保证信号的SINR最大,相应也不能确保系统BER或ABR性能最优。基于此,论文随后通过推导严格采样FMT(CS-FMT,Critically Sampled FMT)系统的SINR和ABR的表达式,分析了基于MMSE准则并提出了最大信干噪比(MSINR,Maximum the Signal-to-interference-plus-noise Ratio)准则和最大子信道比特速率(MSB,Maximum Subchannel Bit-rate)准则的子信道线性均衡算法,仿真结果表明,基于MSINR准则和MSB准则均衡算法的SINR、ABR以及BER性能都优于基于MMSE准则的线性均衡算法和DFE算法。针对信道的非线性畸变问题,论文将函数连接型神经网络(FLANN,Functional Link Artificial Neural Networks)引入到FMT系统子信道均衡中,并提出了基于扩展卡尔曼滤波(EKF,Extended Kalman Filter)的FLANN网络学习算法,收敛速度和稳态误差性能相比较于误差反传(BP,Back Propagation)算法都得到了改善。 Turbo均衡器将信道均衡和译码联合处理,在迭代过程中,均衡器充分利用了信道编码所带来的冗余信息,获得了更好的均衡效果。论文将Turbo迭代均衡思想引入FMT系统,并针对信道响应已知和信道响应未知两种情况,分别提出了一种FMT系统的Turbo均衡方法。当信道响应已知,并且子信道响应较为平坦时,论文参考了组合后置式DFE均衡器结构,信道衰落可以通过单抽头均衡器来补偿,而FMT系统自身所产生的ISI则通过Turbo迭代均衡来消除;当信道响应未知时,论文将基于软信息的迭代信道估计算法应用于FMT系统,提出了一种联合迭代信道估计和Turbo均衡的FMT接收方案。仿真结果表明,经过2次以上的迭代后,采用Turbo迭代均衡的FMT系统在信道响应已知和信道响应未知情况下的BER性能相比较与DFE均衡都能得到大幅度提高。 盲均衡技术具有在整个通信过程中不需要训练序列的优点,论文最后研究了盲均衡算法在FMT系统中的应用。针对修正常系数模(MCMA,Modified Constant Modulus Algorithm)算法收敛速度与稳态误差相矛盾的问题,通过构造新的误差函数,并建立误差函数与步长因子之间的非线性函数关系,在MCMA算法基础上,提出了一种新的修正步长(MS-MCMA,Modified Step-size MCMA)盲均衡算法,仿真结果表明,MS-MCMA算法不仅改善了收敛速度,同时也降低了稳态误差;最后,论文将MS-MCMA算法应用于FMT系统,仿真结果证明了采用基于MS-MCMA算法的子信道盲均衡器能很好地消除ISI,并且收敛速度较MCMA算法提高了一倍,同时误码率性能也得到了改善。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 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
2 李金海,朱维红,高振明,陈悦;滤波多音调制技术的应用[J];无线电工程;2003年11期
3 陈悦,朱维红,高振明,李金海;基于线性相位FIR滤波器的FMT系统的实现方法[J];山东大学学报(理学版);2004年01期
4 朱维红,高振明,李金海,陈悦;AWGN信道中FMT的性能研究[J];山东大学学报(理学版);2004年02期
5 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
6 许晓荣;郑宝玉;;一种基于FMT的AMC在WiMAX物理层中的性能分析[J];信号处理;2009年07期
7 钟华;郑林华;;FMT系统中的子信道Turbo迭代均衡[J];数据采集与处理;2011年01期
8 朱维红;张丙峰;高振明;;滤波多音调制系统容量及滤波器设计[J];山东大学学报(理学版);2007年01期
9 张丙峰;朱维红;高振明;杨星海;;基于滤波多音调制系统的辅助判决均衡器[J];山东大学学报(工学版);2007年02期
10 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
11 王少波;高振明;庄华伟;;滤波多音系统中的自适应算法性能分析[J];计算机应用;2006年08期
12 钟华;郑林华;金国平;丁宏;;严格采样FMT系统频域均衡算法[J];电路与系统学报;2010年03期
13 任清珍,黄天戍;应用软件中的Turbo C下拉菜单及其汉化转换[J];计算机应用;1992年05期
14 王健,曹国钧;Turbo C 2.0V的汉化方法[J];计算机应用;1992年06期
15 刘志勇;Turbo C 2.0显示汉字的新方法[J];鞍山师范学院学报;1993年03期
16 葛令志;一种基于Turbo Pascal的下拉式菜单设计方法[J];四川工业学院学报;1993年03期
17 葛令志;一种将图字形驱动程序置入Turbo Pascal的实用技术[J];四川工业学院学报;1994年03期
18 何杰;完善的DOS程序界面制作工具Turbo Vision for C~(++)[J];中国计算机用户;1994年05期
19 安文斗,王杰;Turbo C中图形显示的一种方法[J];电脑技术;1995年06期
20 ;SPARC station 20 Turbo ZX树立起图形工作站最高性能新旗帜[J];今日电子;1995年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 许晓荣;郑宝玉;王磊;;基于多相滤波网络的FMT系统建模[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
2 王武军;梁庆林;;单载波频域均衡误码性能理论分析[A];中国通信学会第六届学术年会论文集(上)[C];2009年
3 杨勇;戴清杰;黎艳;;Turbo码编译码技术研究[A];四川省通信学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 ;Improving the Complexity of Turbo Code Decoding[A];2002海峡两岸三地无线科技研讨会论文集[C];2002年
5 吕浚哲;张海林;刘增基;;OFDM系统中的一种自适应频偏校正技术[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 王晨;雷霞;唐万斌;;基于短波OFDM系统的信道估计研究[A];2006中国西部青年通信学术会议论文集[C];2006年
7 ;Efficient Hardware Design for Turbo Code Encoders[A];2002海峡两岸三地无线科技研讨会论文集[C];2002年
8 张建兰;陈庚;郭圣明;曾娟;;被动相位共轭处理在水声通信中的应用[A];2004年全国水声学学术会议论文集[C];2004年
9 吴洪涛;;OFDMA系统中一种频率偏移盲估计算法[A];2008年中国高校通信类院系学术研讨会论文集(下册)[C];2009年
10 陈玉亮;李永翔;;基于Turbo码的交织器性能分析与仿真[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 钟华;滤波多音调制(FMT)系统均衡技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 于向明;低莱斯因子信道下的高效纠错编码技术研究[D];山东大学;2011年
3 张丙峰;基于宽带无线信道的多载波调制理论与技术研究[D];山东大学;2008年
4 杨星海;无线移动环境中滤波多音调制关键技术研究[D];山东大学;2011年
5 朱维红;滤波多音调制(FMT)在WLAN环境下的技术研究[D];山东大学;2006年
6 许可;Turbo解码与Turbo均衡关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
7 许兆;基于预测控制的Turbo码译码结构[D];吉林大学;2010年
8 江森;Turbo原理在信道调制、均衡中的应用研究[D];武汉大学;2004年
9 赵宏宇;Turbo编译码系统高效MAP译码、无数据辅助SNR估计与多项式交织器设计[D];西南交通大学;2011年
10 金国平;滤波多音调制技术(FMT)中信道估计和同步技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘丽;滤波多音调制(FMT)技术在无线通信中的应用研究[D];黑龙江大学;2011年
2 张宪慧;TETRA数字集群通信系统多载波调制技术的研究[D];北京交通大学;2012年
3 邹喻;FMT系统中的复用以及同步技术[D];哈尔滨工程大学;2008年
4 杨世信;FMT系统中均衡方法的研究[D];山东大学;2011年
5 魏慧玲;滤波多音调制系统中的信道估计技术研究[D];山东大学;2005年
6 胡兰雨;滤波多音调制系统中的信道估计和均衡技术研究[D];山东大学;2006年
7 陈兵;低压电力线通信系统中等效子信道优化算法的仿真研究[D];重庆理工大学;2010年
8 王玮;滤波多音调制系统中的同步技术研究[D];山东大学;2006年
9 孙巧云;滤波多音调制系统中的均衡技术研究[D];山东大学;2006年
10 许峰;FMT系统中的同步方法研究[D];山东大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;数码相机好伴侣——Turbo Photo[N];中国电脑教育报;2004年
2 金华;为搜索加上Turbo引擎[N];计算机世界;2004年
3 ;双捷Ti4680P Turbo显卡[N];中国计算机报;2002年
4 ;利用Turbo Photo轻松搞定MM照片[N];中国电脑教育报;2003年
5 湖北 张湘凯;创建最佳Turbo C 开发环境[N];电脑报;2001年
6 刘亭;数码影像超级伴侣Turbo Photo[N];中国电脑教育报;2003年
7 本报记者 田梦;Opera Mobile 9.7让手机浏览更舒畅[N];计算机世界;2009年
8 闫;贝尔实验室推Turbo解码器[N];计算机世界;2003年
9 特约撰稿 波波;pqi推出新一代Turbo内存模组[N];通信信息报;2004年
10 陈友梅;买HP、IBM服务器送Turbo 163[N];中国计算机报;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978