【摘 要】
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通用滤波多载波（Universal Filtered Multi-Carrier,UFMC）是一种融合滤波器组多载波（Filter Bank Multi-Carrier,FBMC）和正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）优势的传输技术,具有更低的带外泄露、更高的频谱效率、参数配置灵活等优点,能够更好地应用于目前诸多通信场景中。
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通用滤波多载波（Universal Filtered Multi-Carrier,UFMC）是一种融合滤波器组多载波（Filter Bank Multi-Carrier,FBMC）和正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）优势的传输技术,具有更低的带外泄露、更高的频谱效率、参数配置灵活等优点,能够更好地应用于目前诸多通信场景中。然而,无线信道中多径效应等不利因素的存在影响了UFMC系统的通信性能。为了降低多径效应对UFMC系统的影响,使得在接收端可以对原始信号精确重建,本文围绕UFMC系统的信道估计方法展开研究。主要工作及创新点如下:一、对OFDM、FBMC和UFMC的基本原理进行介绍,结合关键指标对各系统性能进行对比,并分析UFMC系统在短数据包低时延传输、大规模设备连接等应用场景中的优势。二、对基于导频的UFMC信道估计方法展开研究。针对将线性最小均方误差（Linear Minimum Mean Square Error,LMMSE）算法直接应用于UFMC系统中需要先验信道相关矩阵信息的不足,提出基于LMMSE的改进算法。该算法在频域对使用最小二乘（Least Square,LS）算法获得的信道频率响应进行平滑处理,在时域通过优化采样点的截短以确定理想的信道采样长度,并采用迭代估计方法获得最优信道相关矩阵从而避免先验信道相关矩阵信息。经MATLAB仿真验证,改进后的算法对噪声的干扰可以有效抑制,对比传统LMMSE算法误码性能提升约2 d B,可以有效改善信道估计的准确度。三、开展基于压缩感知（Compressed Sensing,CS）的UFMC信道估计方法的研究。为解决UFMC系统中稀疏度自适应匹配追踪（Sparsity Adaptive Match Pursuit,SAMP）算法在停止迭代时需要对噪声参数先验估计的问题,提出基于SAMP的改进算法。该算法将Dice原子匹配准则替代原有的内积准则,通过设置模糊阈值预先选择原子完成具有高相关性原子的筛选,并对停止迭代的判决条件进行优化,以达到不需要进行噪声参数先验估计的目的。通过仿真实验分析,改进后的算法具有更优的性能,相对现有SAMP算法性能提升约1～3 d B,更适用于UFMC系统的信道估计。四、完成基于现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）的UFMC基带系统实现。在分析UFMC基带系统中各关键模块的实现方法基础之上,对系统整体功能的正确性进行仿真验证。
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