论文部分内容阅读
在第四代(4th Generation,4G)移动通信技术发展的基础上,新一代移动通信的相关研究工作已经逐步展开,并且在第五代(5th Generation,5G)移动通信关键应用场景中的需求已经逐渐明确。其中,新型的波形技术作为支持数据传输的关键技术,具有重要的研究意义。5G新波形需更加灵活,从而适应丰富的业务场景中的信号传输需求,同时要求用户之间干扰程度较弱,从而能够有效地提高频谱效率,并且很好地支持用户间异步传输。基于滤波的正交频分复用技术(Filtered Orthogonal Frequency Division Multiplexing,FOFDM)在满足5G新型波形的需求上具有很好的发展前景。因此,本论文针对5G移动通信应用场景中可配置波形FOFDM的性能,主要研究了以下两点:首先,本文提出多场景下的FOFDM子带滤波器选择方案。依据业务类型中的高速率、低时延、海量连接的需求特征将用户分类。在每一类用户群中,将抗多径性能、传输时延、频谱利用率作为波形参数优化配置的主要参考指标,研究出合理的FOFDM系统参数配置方案。在此基础上,综合考虑滤波器的主瓣宽度、带外抑制能力、计算复杂度、时延、信道适应性等,为不同用户群组选择合理配置的滤波器,从而改善传统的不同业务类型使用相同滤波器方案引起的性能损失问题。仿真结果表明,本文所提出的方案能够在5G多应用场景下,使FOFDM系统具有良好的传输性能。其次,针对海量连接的业务场景,将FOFDM波形技术与交织多址技术(Interleave Division Multiple Aceess,IDMA)相结合,设计了FOFDM-IDMA系统的收发机结构。并针对现有的IDMA算法中基本信号估计(Elementary Signal Estimate,ESE)模块检测准确度不够理想的问题,提出了改进的干扰消除算法来提高接收机的检测性能。在改进的算法中,强干扰用户信号可以被预先估计并重点处理,从而减少了强干扰用户对检测性能的影响。仿真结果和性能分析表明,采用本文提出的基于FOFDM-IDMA系统的干扰消除算法能够有效提升接收端的目标用户信号检测性能,从而改善了系统的服务质量。