高速移動場景下多載波系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸.pdf

1、隨著高速鐵路、高速公路、磁懸浮列車等的飛速發(fā)展，高速移動場景已然成為第五代移動通信(5G)應(yīng)用的一個重要場景。多載波系統(tǒng)由于傳輸速率高且能有效對抗多徑衰落造成的碼間串?dāng)_，使其在無線通信系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，主要包括正交波形技術(shù)和非正交波形技術(shù)。其中第四代移動通信(4G)中普遍采用的是正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)，但其數(shù)據(jù)傳輸性能受到多方面因素的制約，例如較大的多普勒頻移、多徑信道以及非高斯噪聲等。因此，多載波系統(tǒng)采用的波形技術(shù)研究重點由

2、傳統(tǒng)的OFDM技術(shù)轉(zhuǎn)向非正交波形技術(shù)。論文主要工作如下:
　　第一，評估了高速移動場景下正交波形技術(shù)和非正交波形技術(shù)性能傳輸?shù)膬?yōu)劣。由于現(xiàn)有的文獻中只給出了單一非正交波形技術(shù)與OFDM技術(shù)的比較，缺乏在高速移動場景下多種非正交波形技術(shù)之間的橫向比較，因此本論文參照3GPP TR38.900中的高速移動信道參數(shù)建模，通過仿真評估各波形的誤碼率性能。仿真結(jié)果表明，從實現(xiàn)復(fù)雜度和誤碼率性能方面來看，資源塊濾波正交頻分復(fù)用(RB-F-OF

3、DM)技術(shù)相比于通用濾波正交頻分復(fù)用(UFMC)技術(shù)、濾波器組多載波(FBMC)技術(shù)以及OFDM技術(shù)，更適用于高速移動場景。
　　第二，研究了理想加性高斯白噪聲下的OFDM系統(tǒng)的頻偏估計與補償。在OFDM系統(tǒng)中，由于多徑信道造成的多個多普勒頻移和環(huán)境中的高斯噪聲存在，增加了頻偏估計的難度，降低估計精度。為此，本論文采用了兩種頻偏估計算法，一種是基于循環(huán)前綴的頻偏估計算法，該算法復(fù)雜度低且易實現(xiàn)，但只能估計出最大多普勒頻移，無法估計

4、出振蕩器頻偏，且算法精度較低;另一種則是基于波束賦形的頻偏估計算法，該算法復(fù)雜度較高，但可實現(xiàn)最大多普勒頻移和振蕩器頻偏的聯(lián)合估計，算法精度較高。推薦采用后者應(yīng)用到后續(xù)頻偏估計工作中。
　　第三，研究了沖擊噪聲下的OFDM系統(tǒng)的頻偏估計與補償。由于實際環(huán)境中噪聲一般是具有沖擊特性的非高斯噪聲，即沖擊噪聲。根據(jù)沖擊噪聲的分布函數(shù)，通過仿真建模模擬實際環(huán)境中的沖擊噪聲，分析了沖擊噪聲對OFDM系統(tǒng)傳輸以及頻偏估計性能的影響。當(dāng)沖擊噪聲