【FBMC系統(tǒng)的衰落信道估計(jì)算法探究9300字（論文）】

FBMC系統(tǒng)的衰落信道估計(jì)算法研究摘要5G要求物理層波形技術(shù)具有更大的靈活性以及更高的頻譜利用率REF_Ref68018881\r\h[1]。濾波器組多載波技術(shù)(FilterBankMulti-Carrier,FBMC)作為一種5G的候選波形技術(shù)，具有這種優(yōu)點(diǎn)REF_Ref71822646\r\h[2]。但是由于其滿足實(shí)數(shù)域上的正交性，在復(fù)數(shù)域中會(huì)存在固有虛部干擾以及衰落信道會(huì)降低信號(hào)的可靠性，更容易被噪聲污染REF_Ref68254751\r\h[3]。因此需要信道估計(jì)，以此減少噪聲污染和干擾的影響，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性?？梢?，對(duì)于信道估計(jì)算法的研究是一項(xiàng)有重要意義的工作REF_Ref71891955\r\h[4]。本論文主要研究FBMC系統(tǒng)的衰落信道估計(jì)算法，在Matlab平臺(tái)構(gòu)建仿真系統(tǒng)。分析了兩種導(dǎo)頻設(shè)計(jì)算法：修正干擾近似法（ModifiedInterferenceApproximationMethod,MIAM）和輔助導(dǎo)頻法（AuxiliaryPilot,AP）。分別對(duì)兩者的誤比特率（BitErrorRate,BER）和均方誤差（Mean-SquaredError,MSE）進(jìn)行分析。兩種算法都提升了頻譜利用率，消除了固有干擾，結(jié)果表明該算法能夠得到較好的性能。但修正干擾近似法使得頻譜利用率降低且只消除了部分干擾。而輔助導(dǎo)頻法充分利用了頻譜資源且消除絕大多數(shù)固有干擾，性能較優(yōu)異。因此，在衰落信道估計(jì)算法中主要使用輔助導(dǎo)頻法。關(guān)鍵詞：信道估計(jì)；FBMC；衰落信道目錄1緒論 11.1研究背景和現(xiàn)狀 11.2研究意義和內(nèi)容 12系統(tǒng)原理 32.1FBMC的原理 32.1.1原型濾波器 42.1.2濾波器組多相結(jié)構(gòu) 52.1.3OQAM調(diào)制 62.2無線信道對(duì)FBMC的影響 82.3信道估計(jì) 92.3.1信道估計(jì)原理 92.3.2導(dǎo)頻插入方法與設(shè)計(jì) 92.3.3修正干擾近似法 102.3.4輔助導(dǎo)頻法 113系統(tǒng)總設(shè)計(jì) 143.1整體設(shè)計(jì) 143.2多相結(jié)構(gòu) 143.3離散導(dǎo)頻 153.4輔助導(dǎo)頻計(jì)算窗口 163.5OQAM調(diào)制 163.5.1調(diào)制 173.5.2解調(diào) 173.6多徑衰落信道 184仿真結(jié)果與性能分析 194.1參數(shù)設(shè)置 194.2不同算法之間的性能分析 194.3不同信噪比的性能分析 214.4不同輔助導(dǎo)頻數(shù)目的性能分析 225總結(jié) 23參考文獻(xiàn) 24圖4.4為不同數(shù)目輔助導(dǎo)頻下的仿真結(jié)果圖，由圖中可以看出，隨著信噪比的增加，即噪聲的減小，其誤比特率都在下降。并且下降趨勢(shì)相似。在同一信噪比條件下，其誤比特率值相差不大，因此輔助導(dǎo)頻的數(shù)目對(duì)信道估計(jì)的性能影響不大。

總結(jié)本論文研究了FBMC/OQAM信道估計(jì)技術(shù)。隨著5G技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的學(xué)者參與到5G候選技術(shù)的研究中。FBMC技術(shù)具有抗ISI和ICI優(yōu)異性能、帶外輻射較低和頻譜利用率更高。但是，使用濾波器組不僅會(huì)提高性能，還會(huì)增加實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性并引起固有信號(hào)干擾，這使得在接收端解調(diào)信號(hào)變得困難。為了解決上述問題且在保持頻譜利用率更高的情況下，對(duì)FBMC進(jìn)行信道估計(jì)，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性，消除噪聲污染以及干擾帶來的影響。對(duì)于信道參數(shù)估計(jì)算法的研究是一項(xiàng)有重要意義的工作。本文的具體工作如下：(1)對(duì)原理進(jìn)行介紹，首先簡(jiǎn)單介紹了FBMC原理，得到傳統(tǒng)信道估計(jì)不再適用于FBMC系統(tǒng)的結(jié)論。其次，分析無線信道對(duì)FBMC系統(tǒng)的影響。最后，主要介紹了信道估計(jì)的原理并設(shè)計(jì)了導(dǎo)頻。(2)研究目前適用于FBMC系統(tǒng)的信道估計(jì)。針對(duì)離散導(dǎo)頻方面研究了修正干擾近似法與輔助導(dǎo)頻法，仿真結(jié)果表明MIAM算法只消除了部分固有干擾,由于存在留空符號(hào)，導(dǎo)致頻譜資源利用率下降，AP算法在不浪費(fèi)頻譜資源的情況下消除了多數(shù)固有干擾，性能優(yōu)異，但由于需要計(jì)算輔助導(dǎo)頻的值，導(dǎo)致計(jì)算復(fù)雜度的增加。由于時(shí)間和個(gè)人能力有限，本論文對(duì)FBMC系統(tǒng)的信道估計(jì)算法的研究并不充分，僅僅驗(yàn)證了的MIMA算法與AP算法。但MIMA算法由于沒有完全消除固有干擾，使得信號(hào)仍舊受到固有干擾以及噪聲影響。AP算法雖然消除了大部分的固有干擾，但是復(fù)雜度卻大大增加了。因此在以后的研究中可以考慮使用其他導(dǎo)頻構(gòu)造方案以盡量在保證消除固有干擾的同時(shí)，保證計(jì)算的復(fù)雜度以及頻譜利用率。本論文的所使用的濾波器均為PHYDYAS濾波器，使用不同的濾波器時(shí)對(duì)固有干擾也會(huì)產(chǎn)生影響，因此在不同濾波器下的信道估計(jì)研究還需進(jìn)一步了解。

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