超奈奎斯特信號關鍵技術研究.pdf

1、超奈奎斯特(Faster Than Nyquist, FTN)信號是指符號速率超越奈奎斯特速率的信號。相比于奈奎斯特信號，F(xiàn)TN信號具有更高的頻帶利用率。但是FTN調制符號傳輸時引入了符號間串擾，使得接收機設計復雜度提升。理論證明，在特定成型濾波器的前提下，當符號速率保持在一定范圍內(nèi)，仍能保證系統(tǒng)的性能。由于FTN信號發(fā)射端引入的串擾使發(fā)送符號之間具有了相關性，對于接收機的設計需要消除符號間的相關性才能正確接收。通信系統(tǒng)中抵消串擾常用的

2、方法是信道均衡，其中包括在時域上利用非線性優(yōu)化的最大似然序列檢測算法或最大后驗概率算法，以及時域和頻域上的線性均衡算法等。同時，在多徑信道下時，將FTN信號產(chǎn)生的沖擊響應與信道沖擊響應共同等效成整體信道沖擊響應。基于FTN信號在時域上的相關性，將卷積編碼器和交織器共同應用于FTN信號中，使該系統(tǒng)成為級聯(lián)卷積碼系統(tǒng)。當FTN應用于多載波系統(tǒng)中時，接收端通過在頻域上處理來消除 FTN信號自身的碼間串擾。本文主要針對 FTN信號的接收機進行設

3、計優(yōu)化。
　　論文首先闡述了課題的研究背景及意義，將單載波傳輸和多載波傳輸分別與FTN信號進行結合。在保證帶寬不變的前提下進行時域上的壓縮，實現(xiàn)系統(tǒng)頻帶利用率的提升。下面簡單概括一下本文的研究內(nèi)容以及結構安排。
　　第二章：本章主要研究單載波超奈奎斯特信號以及基于最大似然序列檢測和最大后驗概率的時域優(yōu)化接收機的設計。通過分析最小相位系統(tǒng)和超級最小相位系統(tǒng)的特點和應用，實現(xiàn)了單載波FTN時域優(yōu)化接收機復雜度的降低。另外，當系統(tǒng)

4、對復雜度要求不高時，在時頻域下針對FTN信號進行線性接收機的設計，其中在頻域上的線性接收機等同于單載波頻域均衡系統(tǒng)處理。最后，對FTN信號進行卷積編碼，將該系統(tǒng)看成串行級聯(lián)卷積碼系統(tǒng)，并且通過基于最大后驗概率的BCJR算法進行迭代譯碼。
　　第三章：本章主要研究正交頻分復用系統(tǒng)與FTN信號的結合，發(fā)射機的實現(xiàn)通過快速傅里葉逆變換后的時域信號再進行 FTN調制。正交頻分復用 FTN信號經(jīng)過多徑信道時，利用基于導頻的信道估計對系統(tǒng)整體

5、信道沖擊響應進行估計。接收端通過復雜度低的頻域均衡技術對該信號進行接收。
　　第四章：本章主要研究濾波器組多載波系統(tǒng)與FTN信號的結合。首先，介紹了基于快速傅里葉變換的正交頻分復用/偏移正交幅度調制系統(tǒng)的原理及實現(xiàn)。通過使用一種時頻聚焦性較好的濾波器，實現(xiàn)了該系統(tǒng)發(fā)射端無需加循環(huán)前綴就能使接收機正確接收。由于基于快速傅里葉變換的正交頻分復用/偏移正交幅度調制系統(tǒng)中用到了濾波器組，因此該系統(tǒng)又被稱為濾波器組多載波。另外，在復數(shù)信道多