FBMC/OQAM系统中基于前导设计的信道估计研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lixianhua021389
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第四代移动通信技术(The 4th Generation Mobile Communication Technology,4G)所采用的正交频分复用(OFDM)技术因频谱资源利用率低、峰均比高以及抗载波干扰能力差等缺点,不能很好的满足未来移动无线通信的需求。滤波器组多载波(FBMC)作为未来第五代移动通信技术(The 5th Generation Mobile Com-munication Technology,5G)某些技术场景的候选技术之一,其采用了时频聚焦特性比较好的原型滤波器以及OQAM调制等技术,具有峰均比低以及频谱利用率高等优点。由于FBMC系统是实数域正交,导致FBMC子载波符号之间存在虚部固有干扰。在进行信道估计时,传统LS信道估计方法不能直接应用到FBMC/OQAM系统中。另外,许多FBMC系统的信道估计方法都是基于导频进行的信道估计,但是大部分算法存在导频开销过大和导频利用率低的问题。针对子载波符号存在虚部固有干扰、导频开销过大和导频利用率低的问题,提出几种FBMC/OQAM系统下基于前导的信道估计方案。工作以及研究内容如下:(1)提出了一种基于固有干扰消除的FBMC系统中加权信道估计方法。研究分析发现,基于前导的信道估计算法中都是采用一列有效导频进行信道估计,而其他列导频没有充分被利用,显然存在导频利用率低的问题。通过分析得知所有导频列都存在信道估计不同权重的可用信息。因此,首先设计了一种两列前导结构,其中两列导频的固有干扰可以通过相邻导频符号相互消除,但是仍存在数据的固有干扰;然后,利用两列导频分别作粗信道估计;最后,根据数据对导频符号干扰的权重,对粗信道估计采用加权方式进行精信道估计,从而进一步提高信道估计的性能。仿真结果表明,新导频结构算法在误码率为1×10-1时,与传统虚部干扰消除算法(IIE)相比,可获得1dB-2dB的信道估计性能增益。(2)提出了一种在FBMC系统下基于复数共轭对称前导信道估计方法。针对导频开销过大和信道估计性能不优的问题,提出并设计了一种采用一列复数共轭对称前导结构。通过推导分析发现:如果偶数行和奇数行的导频是复数共轭对称结构,则接收端的导频符号存在的固有干扰的符号正好相反,可以对偶数行和奇数行的接收符号进行线性组合处理消除存在的虚部固有干扰。仿真结果表明,与传统IAM算法和POP算法相比,在减小导频开销的情况下,新导频结构算法能够有效地提升FBMC系统BER和MSE性能。同时,该算法在设定移动速度为120Km/h情况下也可以获得较好的信道估计性能。
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