FBMC-OQAM系统的信道均衡算法研究
Research on the Channel Equalization for FBMC-OQAM Systems
近年来,结合交错正交幅度调制的滤波器组多载波(Filter Bank Multi Carrier-Offset Quadrature Amplitude Modulation,FBMC-OQAM)系统受到越来越多的关注.而在FBMC-OQAM系统中,发送信号受滤波函数特性的影响在时域和频域混叠会产生固有干扰,理想信道下这些干扰可以由接收端滤波和取实部进行干扰消除.但是信号在无线信道中传输会产生严重的畸变,接收端采用传统的均衡方法并不能有效地消除固有干扰,最终导致系统误比特率(Bit Error Ratio,BER)较高.因此,FBMC-OQAM系统中的信道均衡算法研究具有重要的意义.目前,FBMC-OQAM系统中信道均衡技术的研究还不是很成熟,关于这方面的文献也相对较少,这个问题的研究需要进一步地结合传统的均衡算法以及FBMC系统自身的特点对均衡算法进行重新设计.本文对FBMC-OQAM系统信道均衡算法进行了研究,主要从以下几个方面进行:1.对FBMC-OQAM系统的原理进行简单地阐述,并分析了多载波系统的原理以及能够实现正交的条件,以此来说明FBMC系统为何要引入OQAM调制和系统只能实现实数域正交的原因.将FBMC-OQAM系统与传统的结合循环前缀的正交频分复用(Cyclic prefix-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,CP-OFDM)系统就时频资源分布、滤波器时频聚焦性、BER性能这三个方面进行对比,分析了FBMC-OQAM系统相对于传统CP-OFDM系统的优越性.列举了三种FBMC-OQAM系统的具体实现方案,并对基于多项滤波的实现方案进行了详细的理论性描述.2.对传统的线性均衡算法的原理做了详细的推导,并结合FBMC-OQAM系统信号解调模型分析了固有干扰存在的原因.将传统的迫零均衡(Zero Forcing,ZF)算法和最小均方误差均衡(Minimum Mean Square Estimation,MMSE)算法应用到FBMC-OQAM系统中,并结合仿真结果分析了这两种传统的均衡算法在抑制固有干扰方面存在的不足之处.对现有文献已提出的两种基于干扰功率估计的MMSE均衡算法进行了分析,并通过参考OFDM系统的噪声估计方法提出一种简化的干扰功率估计MMSE均衡算法.3.针对传统均衡算法不能有效地消除FBMC-OQAM系统固有干扰的问题,对现有的迭代干扰消除均衡算法的原理进行了分析.现有算法存在着计算复杂度较高处理延时较大等问题,因此对现有算法进行了改进,提出一种基于快速傅立叶变换(Fast Fourier Transformation,FFT)的干扰消除均衡算法,通过FFT来计算干扰项以此大大降低了系统的复杂度,同时也减小了系统的处理时间.并且通过进一步的分析证明了固有干扰跟频域信道增益的相位大小有关,以此为依据提出一种基于信道相位预处理的干扰消除算法,该算法的复杂度很低,处理延时也较小.
- 作者：
- 陈川
- 学位授予单位：
- 重庆邮电大学
- 专业名称：
- 信息与通信工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2017年
- 导师姓名：
- 黄俊伟
- 中图分类号：
- TN929.5
- 关键词：
- 滤波器组多载波调制；交错正交幅度调制；信道均衡；干扰消除
- filter bank multi-carrier system; offset quadrature amplitude modulation; channel equalization; interference elimination;