双选择信道中时间偏移GFDM通信的研究

发布时间:2021-01-13 04:08
  广义频分复用(Generalized frequency division multiplexing,GFDM)作为一种数据块结构的多载波调制方案,具有结构灵活,带外辐射低,频谱利用率高等特点,是超5代移动通信系统的候选波形之一。但由于引入原型滤波器,GFDM系统存在自身固有干扰。而在超5代移动通信系统中,接入设备的高移动性会带来严重的多普勒效应,使信道具有时频双选择性,这将导致GFDM系统的信干比性能显著下降,制约GFDM系统的应用。本文首先介绍了GFDM系统模型,并与其他多载波调制方式进行了比较,指出其优势,并讨论了一种低复杂度GFDM系统实现算法。随后,从子符号层面对符号定时偏移(Symbol Timing Offset,STO)、载波频率偏移(Carrier Frequency Offset,CFO)与双选择信道对GFDM系统平均信干比的影响进行了理论分析与仿真,发现了传统GFDM系统数据块中首个子符号不连续的能量结构是其对CFO与多普勒频移敏感的原因。并据此通过对传统GFDM系统的原型滤波器进行循环移位,提出了时间偏移GFDM系统。理论分析与仿真结果表明,时间偏移GFDM系统... 

【文章来源】:大连海事大学辽宁省 211工程院校

【文章页数】:72 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

双选择信道中时间偏移GFDM通信的研究


图2.4?GFDM系统框图??Fig.?2.4?The?diagram?of?GFDM?system??GFDM系统的具体框图如图2.4所示,其中x?eCM/c为待发送数据符号向量,表示为??

曲线,余弦,滤波器,脉冲函数


双选择信道中时间偏移GFDM通信的研宄??M-\?K-\?jlnkn??s[n]=HYj{xk,mS[n-mK^?s[^}e?K??m=0?k=0??M-\?d?jl/rkn??=Z?Z?Xnag[(n? ̄?mK)MK?]?(2-13)??m=0?k=0??M-\?K-\??w=0?k=0?.??式(2.13)中为GFDM系统的原型滤波器,通常会选择升余弦(Raised?Cosine,?RC)??函数、根升余弦(Root?Raised?Cosine,?RRC)函数等作为原型滤波器的脉冲响应函数。??jlnkn??,是GFDM符号中第w个子符号第々个子载波上数据符号??的脉冲成型滤波器,可以看出,g,?A[n]是原型滤波器的时间循环移位和频率调制??后的版本,设为其以向量形式表述。?表示循环卷积,<?、表示对iV取模。??为了简化表述,GFDM的发送信号也可采用矩阵相乘的方式表示,即??s?=?Ax?(2.14)??式(2.14)中A为调制矩阵,可表示为??^?—?(§0,0?>§0,1?■>?§0,1?'?'?'§0,A:-P?§1,0>§1,|?■?'?)?(2.15)??调制矩阵A中各成型脉冲函数的幅值曲线如图2.5所示,这里子载波数K=32,子符??号数M=5,成型脉冲函数选择升余弦函数,滚降系数《=〇.3。图中,代表取矩阵第???行第丨列元素。???索引n?〇?〇?列鋪??图2.5?GFDIVT调制矩阵??Fig.?2.5?The?modulation?matrix?of?GFDM??--12--??

对比图,接收机,复杂度,矩阵


大连海事大学硕士学位论文??02?]??1??200?200??^f,i?.,.'.,.|:-*j|?n?0?〇?列UU??_图2.6?TO-GFDM调制矩阵??Fig.?2.6?The?modulation?matrix?of?TO-GFDM??对比图2.6与图2.5可以更直观的看出,TO-GFDM是将传统GFDM的脉冲成型滤??波器进行了长度为火/2的循环时移,而未发生其他变化。这样,对于TO-GFDM系统的??接收机,其解调过程仍然可以表示为??y?=?BH?HAx?+?BH?w?(2.25)??这里解调矩阵B可以根据MF接收机、ZF接收机和MMSE接收机分别进行定义,而且,??TO-GFDM系统的解调矩阵B具有马传统GFDM系统相同的表达式,即??MF:?Bmf?=?Ah??ZF:?Bzf?=(A"A)?'?A"?(2.26)??f?〇2?V1??MMSE:Bmmse=?A"H"HA?+?^Ima.?AhHh??V?)??这里,广义调制矩阵A应利用(2.23)式,按照TO-GFDM系统进行计算。??2.2?GFDM低复杂度实现算法??如今人们对通信延迟提出了更高的要求。计算过程消耗时间也是时延的重要组成部??分。考虑到设备性能等原因,较高的计算复杂度可能很难满足通信对时延的需求。对于??GFDM系统而言,:无论选取MF接收机、ZF接收机或MMSE接收机中的任何一种,都??需要使用到矩阵相乘运算,这将带来较高的运算复杂度,不利于硬件实现,因而需耍低??复杂度实现算法。因为TO-GFDM只是对传统GFDM系统进行时移,其调制解调灰达??-15-??


本文编号:2974187

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