廣義頻分復用(Generalized frequency division multiplexing,GFDM)是5G物理層的候選多載波傳輸方案之一。與4G中的多載波傳輸方案正交頻分復用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)相比較,它在頻譜利用率、帶外(Out Of Band,OOB)輻射、峰均比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)上都有一定優(yōu)勢,而且可以針對不同應用場景的需求設(shè)置符合要求的參數(shù),是一種非常有前景的調(diào)制波形。多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技術(shù)是未來移動通信不可缺少的一部分。任何一種多載波傳輸方案都必須要與MIMO技術(shù)進行結(jié)合。本文針對MIMO-GFDM系統(tǒng)的特點,選擇適合此系統(tǒng)的信號檢測的算法,并對算法進行改進,對系統(tǒng)中干擾的進行預處理,具體研究內(nèi)容與改進點如下:1.介紹GFDM調(diào)制原理,以及三種線性解調(diào)方式。接著,仿真對比GFDM與OFDM各方面的性能,總結(jié)影響GFDM系統(tǒng)誤碼率的因素。然后,簡要地介紹了Alamouti空時編碼的編碼原理和組合接收原理。將Alamouti空時編碼與GFDM相結(jié)合,構(gòu)成STC-GFDM系統(tǒng)與TR-STC-GFDM系統(tǒng)。對比兩種編碼方式在誤碼率性能、頻譜利用率、時延狀況上的差異。2.研究MIMO-GFDM系統(tǒng)的特點。針對此系統(tǒng)等效信道維度極大,導致MIMO中傳統(tǒng)的信號檢測復雜度過高且誤碼率性能不佳的問題,將動態(tài)禁忌搜索(Reactive Tabu Search,RTS)算法應用到其中。仿真驗證MMSE-RTS算法在MIMO-GFDM系統(tǒng)與TR-STC-GFDM中能夠適用。對比ZF檢測、MMSE檢測、MMSE-SIC檢測、QRD-M檢測、MMSE-RTS檢測在MIMO-GFDM中的誤碼率性能以及計算復雜度。仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)MMSE-RTS算法的誤碼率低于對比算法,尤其是在低階調(diào)制中差距明顯。在復雜度上,MMSE-RTS檢測低于MMSE-SIC檢測,和兩種線性檢測算法在同一個階數(shù)上。3.針對MMSE-RTS算法初始值求逆過程的復雜度高這一問題進行改進,將矩陣需要求逆的部分進行Cholesky分解,并結(jié)合Sherman-Morrison公式迭代計算初始值。將高維度的矩陣求逆轉(zhuǎn)換成稀疏矩陣迭代相乘,降低了初始值求逆的高計算復雜度。4.根據(jù)頻域MIMO-GFDM系統(tǒng)的天線間干擾矩陣由對角矩陣構(gòu)成的特征,將其分解成多個頻域的MIMO信道矩陣,分別進行頻域均衡,能夠完全去除天線間干擾,且極大地降低了頻域均衡的復雜度。5.針對MIMO-GFDM在進行頻域均衡以及匹配濾波解調(diào)后,會存在系統(tǒng)自干擾的問題。證明兩種不同結(jié)構(gòu)的自干擾矩陣是由塊循環(huán)子矩陣構(gòu)成的,從而推導出MIMO-GFDM的塊逆離散傅立葉變換(Block Inverse Discrete Fourier Transform,BIDFT)預編碼的兩種方案。仿真對比采用Hadamard預編碼、DFT預編碼、兩種BIDFT預編碼、MF解調(diào)、ZF解調(diào)在MIMO-GFDM系統(tǒng)中誤碼率,證明BIDFT預編碼性能遠優(yōu)于Hadamard預編碼與DFT預編碼。研究子載波數(shù)目與子符號數(shù)對兩種BIDFT預編碼方案的誤碼率性能的影響。對比Hadamard預編碼、DFT預編碼、兩種BIDFT預編碼在GFDM系統(tǒng)的峰均比情況。
【學位單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN929.5
【部分圖文】：

重慶郵電大學碩士學位論文過一個原型濾波器，再乘以'1exp[ j 2 n]K ('j 表示復數(shù))進行頻移，最后合并輸出一個 GFDM 符號1 1, ,0 0[ ] [ ]K Mk m k mk mx n g n d n 0,..., N-1(2.1)表達式(2.1)中k ,mg由原型濾波器 g[ n] 經(jīng)過時移和頻移得到',[ ] [( )mod ] exp( 2 )k mkg n g n mK N jK (2.2)mod運算使得,0[ ]kg n進行循環(huán)移位。Subcarrier0

第 2 章 MIMO-GFDM 系統(tǒng)概述公式(2.3)中的調(diào)制矩陣 A有兩種結(jié)構(gòu)，第一種為同一子符號中包含K 個不同的子載波 ， 共 由 M 個 子 符 號 組 成 調(diào) 制 矩 陣 ， 矩 陣 結(jié) 構(gòu) 為0,0 1,0 -1,0 0,1 -1, -1[ , ,..., , ,..., ]K K K MA g g g g g，第二種為同一子載波頻率中包含M 個不同的子 符 號 ， 共 由 K 個 子 載 波 組 成 調(diào) 制 矩 陣 ， 矩 陣 結(jié) 構(gòu) 為0,0 1,0 -1,0 1,0 -1, -1[ , ..., , ,..., ]M M K MA g g g g g。兩種形式的調(diào)制矩陣結(jié)構(gòu)示意圖如圖(2.3)所示，圖中原型濾波器為升余弦滾降濾波器，垂直坐標表示幅度，滾降系數(shù) =0.5，K =32， M =7。式子(2.3)中向量d 對應的調(diào)制矩陣形式是KA ，MA 對應的 QAM 調(diào)制向量可以通過對d 乘以置換矩陣得到，本文在默認情況下都是使用KA 。GFDM 調(diào)制后，向x中添加大于信道長度的 CP 對抗多徑衰落，最后通過信道。
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本文編號：2860615