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1、碩士學(xué)位論文基于卡爾曼濾波的FBMC信道估計(jì)技術(shù)的研究RESEARCHONFBMCCHANNELESTIMATIONBASEDONKALMANFILTER劉小慶哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國內(nèi)圖書分類號(hào)：TN929.5學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號(hào)：621.39密級(jí)：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文基于卡爾曼濾波的FBMC信道估計(jì)技術(shù)的研究碩士研究生：劉小慶導(dǎo)師：吳少川教授申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：信息與通信工程所在單位：電子與信息工程學(xué)院答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)Classifie
2、dIndex:TN929.5U.D.C:621.39DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringRESEARCHONFBMCCHANNELESTIMATIONBASEDONKALMANFILTERCandidate：LiuXiaoqingSupervisor：Prof.WuShaochuanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InformationandCommunicationE
3、ngineeringAffiliation：SchoolofElectronicsandInformationEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著無線通信的發(fā)展，第五代移動(dòng)通信（5G）對(duì)于新型波形技術(shù)的要求為具有更高的頻譜利用率及更大的靈活性。正交頻分復(fù)用技術(shù)（OrthogonalFrequencyDivisionMu
4、ltiplexing，OFDM）增加了循環(huán)前綴（CyclicPrefix，CP）來抵抗多徑干擾，這造成了頻譜資源在一定程度上的浪費(fèi)，并且OFDM具有較大的帶外泄露。作為極具吸引力的新型波形之一的濾波器組多載波技術(shù)（FilterBankMulti-Carrier，F(xiàn)BMC），與OFDM相比，F(xiàn)BMC系統(tǒng)使用良好的時(shí)頻聚焦特性的原型濾波器，可以遏制嚴(yán)重的帶外頻譜泄露；FBMC不需要插入CP來抑制載波間干擾和符號(hào)間干擾，提高了頻譜利用率；FBMC還具有較強(qiáng)的抗窄帶干擾能力；同時(shí)FBMC對(duì)OFDM具有很高的
5、兼容性。但是同時(shí)FBMC也具有一些缺點(diǎn)，F(xiàn)BMC不像OFDM那樣在復(fù)數(shù)域子載波之間完全正交，它的子載波之間只在實(shí)數(shù)域正交，這導(dǎo)致了FBMC在信道估計(jì)和與多輸入多輸出系統(tǒng)（Multiple-InputMultiple-Output，MIMO）結(jié)合方面都不似OFDM那樣容易。本文首先通過分析課題研究的背景意義和FBMC的研究現(xiàn)狀，得出目前FBMC的研究熱點(diǎn)集中在FBMC的信道估計(jì)和與MIMO的結(jié)合兩個(gè)方面，因此本文的重點(diǎn)也將集中在這兩方面。首先對(duì)FBMC的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的介紹，并將FBMC與OFDM進(jìn)
6、行性能對(duì)比。接下來，在單輸入單輸出（Single-InputSingle-Output，SISO）系統(tǒng)中，對(duì)于FBMC的信道估計(jì)技術(shù)的研究重點(diǎn)為在多徑時(shí)變信道條件下的信道估計(jì)，而在MIMO系統(tǒng)中，在平坦衰落信道下和多徑時(shí)變信道下的信道估計(jì)均進(jìn)行研究。由于FBMC只滿足實(shí)正交條件，相鄰子載波之間存在干擾，當(dāng)信道狀態(tài)參數(shù)為復(fù)數(shù)時(shí)，在接收端將無法把信號(hào)與干擾進(jìn)行分離，因?yàn)閺?fù)數(shù)信道使得信號(hào)的相位發(fā)生旋轉(zhuǎn)，破壞了FBMC子載波之間實(shí)正交性，相鄰子載波之間的干擾會(huì)對(duì)接收端的信號(hào)處理產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，因此在信道估計(jì)
7、時(shí)需要考慮FBMC中子載波之間存在的固有干擾。在SISO系統(tǒng)中，卡爾曼濾波可以跟蹤時(shí)變信道，但是傳統(tǒng)的梳狀導(dǎo)頻忽略了FBMC中存在的固有干擾，因此提出基于輔助導(dǎo)頻的梳狀導(dǎo)頻卡爾曼濾波算法，它將計(jì)算出所有導(dǎo)頻位置處所受的干擾，采用卡爾曼濾波進(jìn)行信道估計(jì)時(shí)將利用這個(gè)干擾，得到更為準(zhǔn)確的信道信息。在MIMO系統(tǒng)下，由于FBMC中存在的固有干擾，MIMO-OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)技術(shù)不能直接應(yīng)用于MIMO-FBMC系統(tǒng)中，因此在平坦衰落信道下采用時(shí)域擴(kuò)展算法，將FBMC子載波只在實(shí)數(shù)域正交恢復(fù)為在復(fù)數(shù)域正交，
8、這樣MIMO-I哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)技術(shù)就可以直接應(yīng)用于MIMO-FBMC系統(tǒng)。在多徑時(shí)變信道下，采用一種新的發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：塊頻域擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，它可以削弱FBMC中的固有干擾對(duì)信道估計(jì)的影響，也會(huì)將這種結(jié)構(gòu)與卡爾曼濾波進(jìn)行結(jié)合，提出基于塊頻域擴(kuò)展的卡爾曼濾波MIMO-FBMC信道估計(jì)算法。最后總結(jié)本文的研究結(jié)論，根據(jù)本文的研究和FBMC目前的研究現(xiàn)狀給出FBMC系統(tǒng)其它一些亟待解決的問題，以及未來的研究方向。關(guān)鍵詞：濾波器組多載波；信道估計(jì)
