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基于Gabor变换的多载波调制技术研究

作　者: 马天荣
导　师: 穆晓敏
学　校: 郑州大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 正交频分复用 Gabor变换 加窗技术 脉冲成形 双弥散信道
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 22次
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内容摘要


正交频分复用(OFDM)因其频谱利用率高,抗多径能力强等优点,成为第四代移动通信系统的关键技术之一。随着人们对高质量宽带业务的不断需求,OFDM技术将会在通信领域得到越来越广泛的应用。OFDM技术通过将高速数据流分解成多个并行的子数据流,用每个子数据流去调制不同的载波。由于每个子数据流具有较低的数据速率,因此OFDM技术可以有效地消除由多径时延扩展引起的符号间干扰(ISI)。然而循环前缀的插入扩大了OFDM的符号周期,使得OFDM系统对载波频率偏移和多普勒效应引起的信号频谱扩展更加敏感,影响系统的性能。由于移动用户对未来多媒体通信的需求不断增长,因此如何有效地消除OFDM系统中信道频率弥散造成的子载波间干扰(ICI)尤为重要。本文正是针对上述问题,对基于Gabor变换的多载波调制技术进行了深入的分析和研究。论文主要内容如下：通过分析加窗OFDM系统性能,得出加窗技术只能减少OFDM符号的带外功率辐射,但不能有效地消除由载波频率偏移给系统带来的ICI.因此提出利用基于Gabor变换的OFDM(G-OFDM)系统解决载波频率偏移的问题,仿真结果表明,G-OFDM系统与加窗OFDM系统相比,在性能上有较大的改善,且不受脉冲滚降系数的影响。即使在滚降系数取1时,G-OFDM系统仍能够较好地抑制ICI。对于存在多径扩展和多普勒扩展的G-OFDM系统,提出一种新的优化脉冲成形方法,通过对高斯脉冲成形滤波器与双弥散信道进行匹配,来抵抗信道干扰。仿真结果表明该优化脉冲成形G-OFDM系统的SIR性能优于矩形脉冲成形OFDM系统,在减少符号间干扰(ISI)的同时更好地抑制了频率弥散信道带来的子载波间干扰(ICI),且频率弥散越大,ICI抑制的效果越好。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-16
  1.1 研究背景及意义  9-10
  1.2 OFDM技术的发展历史  10
  1.3 OFDM技术的优势与缺点  10-12
    1.3.1 OFDM技术的优势  10-11
    1.3.2 OFDM技术的缺点  11-12
  1.4 双弥散信道下多载波调制技术研究现状  12-14
  1.5 本文的主要工作  14-16
2 双弥散信道特性及OFDM信号时频特性分析  16-32
  2.1 双弥散信道特性  16-17
  2.2 基于时频变换的多载波调制方式  17-22
    2.2.1 短时傅里叶变换  18-19
    2.2.2 Gabor变换  19-20
    2.2.3 小波变换  20-21
    2.2.4 分数阶Fourier变换  21-22
  2.3 OFDM信号时频特性分析  22-31
    2.3.1 OFDM系统信号时频特性分析  22-25
    2.3.2 加窗OFDM系统信号时频特性分析  25-31
  2.4 本章小结  31-32
3 G-OFDM系统原理及在载波频偏下的性能分析  32-46
  3.1 G-OFDM系统原理  33-37
    3.1.1 G-OFDM系统模型  33-35
    3.1.2 欠采样情况下对偶函数的求解  35-37
  3.2 存在载波频偏时G-OFDM系统性能分析  37-41
    3.2.1 存在载波频偏时OFDM系统分析  37-40
    3.2.2 存在载波频偏时G-OFDM性能分析  40-41
  3.3 仿真与分析  41-45
  3.4 本章小结  45-46
4 双弥散信道下一种G-OFDM系统脉冲成形方法  46-56
  4.1 双弥散信道下的G-OFDM系统  47-49
    4.1.1 双弥散信道下G-OFDM数学模型  47-48
    4.1.2 双弥散信道下G-OFDM性能分析  48-49
  4.2 一种新的G-OFDM系统脉冲成形方法  49-53
    4.2.1 传统的OFDM系统SIR分析  49-51
    4.2.2 高斯脉冲成形G-OFDM系统SIR分析  51-52
    4.2.3 一种优化高斯脉冲成形方法  52-53
  4.3 仿真与分析  53-55
  4.4 本章小结  55-56
5 结论与展望  56-58
  5.1 结论  56-57
  5.2 研究展望  57-58
参考文献  58-61
个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果  61-62
致谢  62

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 数据传输技术
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