MIMO-GFDM性能提升技术研究

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1、国硕士学位论文闘參ｊＭＩＭＯ－ＧＦＤＭ性能提升技术研宄｜赵阳浩作者姓名指导教师姓名、职称田斌教授一—圍学校代码10701学号1501120313分类号TN929.5密级公开西安电子科技大学硕士学位论文MIMO-GFDM性能提升技术研究作者姓名：赵阳浩一级学科：信息与通信工程二级学科：空间信息科学与技术学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：田斌教授学院：通信工程学院提交日期：2018年6月ResearchonPerformanceImprovingTechnologyforMIMO-GFDMAthesissubmitte

2、dtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinSpatialInformationScienceandTechnologyByZhaoYanghaoSupervisor:TianBinProfessorJune2018摘要摘要正交频分复用（OFDM）由于具有抗多径能力强、可由快速傅里叶算法实现等优点，成为第四代移动通信系统（4G）的核心技术。但在未来移动通信系统中，将要面临更加多样化的应用场景，而OFDM本身具有的对频偏敏感、峰均比过高等不足，使

3、得其无法满足未来移动通信系统的要求。由OFDM推广而来的广义频分复用（GFDM）凭借其良好的灵活性和带外频谱特性成为当前备受关注的多载波调制方案。其与多天线技术的结合也是未来通信发展的趋势。本文针对多天线技术与GFDM相结合的MIMO-GFDM系统进行研究。主要研究内容为MIMO-GFDM系统的误码率性能提升问题和带外辐射的降低问题。主要工作如下：1.在传统的MIMO-GFDM系统中，由于其子载波之间处于非正交的状态，因此会造成子载波间的相互干扰，而在使用迫零ZF接收时，会产生噪声放大现象，影响系统的误码率性能。针对这一问题，本文提出了一种基于子载波间正

4、交GFDM（Org-GFDM）的TR-STC-Org-GFDM系统，该系统不仅从根本上解决了传统的TR-STC-GFDM系统由于子载波间非正交带来的子载波间干扰问题，也避免了在使用ZF接收时带来的噪声放大现象。2.为了进一步提升改进系统的误码率性能，本文在改进系统的基础上，通过将改进系统与沃尔什-哈达玛变换相结合的方式，提出了误码率性能更加优异的WHT-STC-Org-GFDM系统。仿真表明，与传统MIMO-GFDM系统相比，在系统的滚降因子取不同值时，误码率性能均有大幅提升。3.随着无线设备、用户数目的持续增多，频谱资源的紧缺性问题日渐突出。为了使在电

5、视频带的空白频段传输信号成为可能，需要对MIMO-GFDM系统中GFDM的带外辐射进行进一步降低。当前存在的带外频谱降低方案主要有时域加窗法（TW）和消除载波插入法（CCs）两种，但其分别在临近信号边缘和远离信号边缘的频带外抑制效果不佳。针对这一问题，本文提出了一种将TW法和CCs法相结合的串行处理方法（CCs+TW）。仿真表明，与现有的方法相比，CCs+TW法改善了TW法在临近信号边缘子载波处抑制效果不佳的问题，也避免了CCs法在带外中间位置的频谱突增现象。但是由于CCs+TW法中CCs和TW的抑制效果不能完美叠加，因此依然存在改进的空间。4.针对CC

6、s+TW法中TW和CCs抑制效果不能完美叠加的问题，本文又提出了一种时频域分离处理的方法（IA-PFT）。该方法将信号子载波划分为时域处理子载波和频域处理子载波两部分，对这两部分子载波分别使用TW法和CCs法进行带外辐I西安电子科技大学硕士学位论文射抑制，最终将两部分子载波合并。仿真结果显示，IA-PFT法不仅解决了TW和CCs法各自的缺陷，同时也解决了CCs+TW法两者不能完美结合的问题，拥有较为理想的带外辐射抑制性能。关键词：正交频分复用，广义频分复用，多输入多输出，沃尔什-哈达玛变换IIABSTRACTABSTRACTOrthogonalfrequ

7、encydivisionmultiplexing(OFDM)isawidelyadoptedsolutionofthefourthgenerationmobilecommunicationsystem(4G)becauseofitsadvantagesaginstmultipathchannelandimplementationbythefastFourieralgorithm.However,inthefuturemobilecommunicationsystem,itwillfacemorediverseapplicationscenarios.OF

8、DMisunabletomeettherequirementsofthefutu