第五代移动通信新型调制及非正交多址传输技术研究及设计

摘要

移动通信从第一代（1G）发展到第四代（4G）的过程，是一个从声音传输到多媒体信息传输的过程。随着4G进入规模商用阶段，面向2020年的5G移动通信已成为全球研发热点。本课题依托国家高技术研究发展计划(863计划)重点基金资助项目“5G新型调制编码技术研究开发”，开展了第五代移动通信新型调制及非正交多址传输技术的研究及设计。
　　本文首先分析了正交频分多址（OFDM）调制技术，重点分析了国外研究较多的滤波多音(FMT)技术的原理和关键技术，FMT技术通过滤波器组调制技术使各子信道之间的频谱不重叠，可以有效克服OFDM系统对频偏敏感的缺点，并且FMT系统可以像OFDM系统一样采用快速傅里叶变换（FFT），从而大幅降低系统实现的复杂度，但由于FMT子信道滤波器采用不满足理想重构条件的有限冲激响应滤波器，使FMT系统接收端需要复杂的均衡技术。在理论分析的基础上，本文通过搭建matlab仿真环境，完成了FMT仿真平台的设计、实现与优化。并且，通过对FMT系统收、发端公式的推导，设计和实现了FMT的高效传输结构，实现了滤波器的多相分解，降低了每个子滤波器的采样率，减少了系数和计算量。
　　其次，本文针对OFDM和FMT的系统构成和优缺点，提出了新型的调制技术方案——基于循环前缀的滤波多音调制技术(CP-FMT)方案，推导出CP-FMT技术的时域收发机实现方法，通过使用数据循环成块的方法，有效的预防了接收信号的失真和发射信号的频谱泄露，实现了CP-FMT系统帧结构与3GPP-LTE帧结构的兼容，完成了基于CP-FMT调制方案仿真平台的搭建。仿真及理论分析结果表明，在理想信道估计条件下，CP-FMT调制技术提高了系统的分集增益，误码率性能更好，且多址干扰性能优于CP-OFDM系统。

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第一章 绪论

1.1课题研究背景及现状

1.2频分多址技术的研究与发展

1.3滤波器组多载波技术的研究与发展

1.4主要工作及论文安排

第二章 移动通信系统原理及关键技术分析

2.1 LTE基带等效系统分析

2.2 LTE无线信道

2.3滤波器组多载波技术研究

2.4本章小结

第三章 CP-OFDM系统的研究与仿真

3.1 OFDM系统分析

3.2 CP-OFDM基本原理

3.3 CP-OFDM系统的仿真实现

3.4本章小结

第四章 FMT系统的高效实现形式的设计与仿真

4.1传统FMT系统的基本原理分析

4.2 FMT系统的有效实现形式研究

4.3 FMT系统高效实现形式的设计与仿真

4.4 FMT系统高效实现形式性能分析

4.5本章小结

第五章 CP-FMT系统方案的设计与仿真

5.1 CP-FMT发射机方案设计

5.2 CP-FMT接收机方案设计

5.3 CP-FMT系统仿真

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2后续研究工作展望

参考文献

附录1 程序清单

附录2 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢