QOTDM系统中基于滤波器组的信道均衡技术研究

摘要

近年来，单载波频域均衡(SC-FDE或FFT-FDE)与正交频分复用(OFDM)作为宽带无线通信中有效的抗多径衰落技术得到了很好的发展和应用，然而循环前缀(CP)的使用在带来巨大好处的同时也带来某些弊病，例如：使频带效率降低，使分析块长的减小受到限制，而限制了其对信道快速时变的适应能力。因此，基于滤波器组的频域均衡技术(FB-FDE)因其不需要CP而得到了重视。本文结合准正交时分复用(QOTDM)调制方式以及低仰角地空信道，研究了基于滤波器组的频域均衡(FB-FDE)，并将FB-FDE技术应用于QOTDM系统的抗时变多径的研究，主要工作及贡献包括如下几个方面：
　　 1.阐述基于子信道四点矩形成形的QOTDM调制方式的基本原理及关键技术，仿真验证了低仰角地空信道。
　　 2.将原型滤波器设计为平方根升余弦滤波器(RRC)，提出了一种新的采用叠接相加法(overlap-adding)快速实现调制滤波器组的结构，简化了滤波器组的设计实现。
　　 3.研究了M通道滤波器组基本原理，研究了基于信道估计的FB-FDE的子带均衡器结构的基本原理，包括子带复均衡器(CFIR-FBE)，子带幅度相位均衡器(AP-FBE)；分析了FB-FDE系统的动态适应性，研究了基于滤波器组的子带自适应均衡的基本原理。
　　 4.给出了M通道滤波器组的多相结构实现，针对调制滤波器组的设计简单——只需要设计原型低通滤波器，实现容易——可通过FFT及DCT/DST快速算法实现，本文给出了基于正/余弦调制滤波器组(CMFB/SMFB)最大抽取或临界抽取快速实现扩展重叠变换滤波器组(ELT)结构。
　　 5.仿真研究了FB-FDE应用于QOTDM系统中，结合QOTDM系统的独特的时频域样点交织的优势，将第一组信号作为训练序列同步估计信道，更准确的跟踪估计时变多径信道，研究了ELT滤波器组和overlap-adding子带信号重构滤波器组两种变换下各种子带均衡器包括CFIR-FBE和AP-FBE，同时与OFDM和FFT-FDE的抗多径性能进行了对比分析。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究工作的背景及意义

1.2相关研究工作的发展动态

1.2.1 QOTDM的发展概况

1.2.2无线信道建模

1.2.3基于滤波器组的频域均衡技术

1.3本文的内容组织和主要贡献

第二章QOTDM的基本原理及地空信道建模

2.1 QOTDM的基本原理

2.1.1 QOTDM传输方式概述

2.1.2抗多径衰落的QOTDM系统的帧结构及其传输特性

2.2地空信道特点分析及建模

2.2.1地空信道特点分析

2.2.2信道建模

2.3 QOTDM信号仿真及地空信道仿真

2.3.1信道仿真方法

2.3.2仿真结果

第三章基于滤波器组的频域均衡技术(FB-FDE)

3.1滤波器组基本原理

3.2原型滤波器设计

3.3基于滤波器组的频域均衡系统

3.3.1基于信道估计的FB-FDE

3.3.2 FB-FDE系统的动态适应性分析

3.3.3基于滤波器组的子带自适应均衡

3.4调制滤波器组的实现架构

3.4.1 M通道滤波器组的多相结构实现

3.4.2 M通道滤波器组多相矩阵和调制矩阵之间的关系

3.4.3调制滤波器组的实现架构

第四章QOTDM系统中基于滤波器组的信道均衡

4.1均衡系统设计

4.1.1 FFT-FDE和OFDM系统的基本原理

4.1.2子带均衡器的设计

4.1.3 QOTDM系统中的信道估计

4.2仿真实验及其分析

4.2.1 QOTDM系统中的信道估计

4.2.2FB-FDE与FFT-FDE系统的性能对比分析

4.2.3滤波器组参数的影响分析

4.2.4 FB-FDE与OFDM系统性能对比分析

结束语

致谢

参考文献

作者在读期间的研究成果