下一代无线通信网络F-OFDM方案研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangshuai5365
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4G网络的发展已经被接受为最新的解决方案,为用户的需求提供强大,快速和高效的蜂窝通信系统。使用这些服务的最近趋势清楚地表明,对更有希望的方法的需求快速增长。一般来说,与目前的流量相比,2020年这种高无线数据移动的需求预计会大幅增加(500)倍。虽然目前的技术可以处理未来几年的情况,但无线通信的急剧增长促使研究人员开发出比LTE先进技术更有效的新颖创意。因此,移动宽带通信技术需要采用非常有效,快速的数据传输和壮观的增强来改善宽带通信。  数字信号的主频带的传输预计将在低带宽通过信道的背景下保持高速数据和良好的质量服务。然而,由于频谱可用性资源有限,现实情况并不总是令人满意。带宽要求与信令速度成正比,因此带宽稀缺已成为一个非常重要的问题。高速和高质量的数据服务与多种通信标准的集成是将来无线通信系统的重要前提条件。由于无线通信技术方面的最新发展,由于无线通信技术方面的最新发展,增加了带宽频谱的性能,必须以高成本接受监管机构提供的有限无线电频谱,使系统设计任务复杂化,以满足快速步伐移动运营商通信技术的进化发展支付专用频谱资源。这给工程师带来了带宽效率的挑战。  通过传输信号的能量和带宽的使用在无线通信领域有很大的局限性。最小无错误带宽由奈奎斯特标准定义。在这种条件下,符号以独立的不同时间间隔发送,使得不存在符号间干扰(ISI)。但本文的工作重点是最小化误码率,提高频谱效率,最大限度地减少OFDM信号的干扰。  使用高阶正交频分复用(OFDM)方案的方法,广泛用作多载波调制。最近,代表滤波OFDM的(F-OFDM)的概念越来越受欢迎,考虑到高阶滤波器长度超过循环前缀,其中设计了特定滤波器,例如基于平方根提升余弦(SQRC)的OFDM以便通过无线介质提供非常快的数据传输速率和信道访问,作为有助于提高带宽频谱效率的有希望的解决方案之一。通过提供具有频谱效率的高数据传输速率来解决这个问题。通过使用这种更高阶的多载波,可以实现快速的数据传输,另一方面可以产生干扰。在F-OFDM传输中,发送符号的整形有助于最小化带宽消耗和(ISI)。这由脉冲整形滤波器来解释。  卷积码长期以来引入,近年来在通信与编码理论领域的研究领域具有重要的影响。论文中还研究了具有ISI的F-OFDM传输系统场景中卷积码的性能。  研究工作涉及使用平方根余弦(SQRC)滤波器设计规范,并与发射机和接收机 OFDM系统集成,以减少 ISI。所提出的系统的实验结果表明,它在较低的误码率和接收端的功率的大量密度下实现了更高的信号质量。此外,与传统OFDM模型相比,只要频率定位因子,实现高数据传输速率,良好使用带宽。  无线网络是指发射机和接收机之间的通信方式,无需任何物理手段,而是通过无线电波和微波。网络5G至今没有提到具体的正式化。然而,预计这些标准将比4G网络更有效率。标准5G的研究重点是从带宽效率和高数据速率的增强网络,融合的无线光纤网络结合高速和带宽。正在考虑到2020年将要实现的移动宽带的未来。无线通信技术的发展也旨在部署一个5G网络,更加智能地连接全球先进的通信。希望根据用户在多用户环境中的要求,改进具有广泛应用和不同数据速率的移动和固定网络。5G包括各种无线技术,以提高系统的效率,并产生更多的应用领域。此外,国际电信联盟(ITU)致力于5G输入,具有超快速,全面的功能以及执行4G和3G网络的当前趋势。  无线蜂窝生成已经发展到下一个阶段,当有一个差距时,保持第一代(1G)在80的开始。由于1G时间只有模拟信号已经被使用非常有限的设施,无线网络显着地改善了时间它达到了目前4G数字网络,具有扩展的多媒体业务和高数据速率,高服务质量(QoS)。有了这个,未来的世界就不能满足这个成就。具有低延迟,更好覆盖和极高可靠性的技术要求正在快速增长。  以前的移动通信的一代如第二代主要覆盖覆盖。这个概念已经变成了成为3G时代的能力。在这个时候,新的4G和下一个5G被认为主要是节能。3GPP项目的创新将被称为4G和LTE-Advanced系列以外的新一代高带宽和高速互联网连接技术。正在研究使用毫米波与智能天线,多输入多输出(MIMO),改进的PHY/MAC中的未来考虑,网络性能改进和认知无线电技术的使用技术,以满足5G的要求。  通过新的网络,架构是由用户站和多个自主和独立无线电接入技术(RAT)组成的移动通信系统的新阶段。一种基于 IP的无线和移动互操作性网络模型,具有新的空中接口和所有无线电技术的通用规则。此外,它扫除了高度密集的无线网络的优势,具有回程,从设备到设备的通信,动态频谱重配置和无线接入基础设施的共享。无线网络能够同时连接多种无线技术,并在它们之间进行切换,并在必要时进行高连接。因此,通过在全球范围内开发具有集成网络的完整无线网络,为全球无线网络提供全面支持多轨技术。  5G网络应该提供巨大的数据传输速度在千兆字节范围内。据估计,这是无线区域容量的1000倍,10Gb/s的链路速度,低端到端(E2E)延迟约为4G网络的5倍,能量为90%。考虑到所有新的 RAT和开发的现有无线技术高速分组接入(HSPA),LTE,GSM和 Wi-Fi的参考,5G无线电接入将被修改。5G的移动网络支持OFDM系统,多载波码分多址(MCCDMA),超宽带(UWB)网络,IPv6和本地多点分发业务(LMDS)。无处不在,无处不在的移动宽带网络在未来支持互联网。目前的技术是总结云计算的实用性,更强大的终端和高速连接在单个实体和智能设备中。因此,5G网络被认为是统一的无缝环境,以集成不同的无线网络技术,从而在现有网络的性能和能力方面创造了显着水平的提高。  5G网络是一个未来的网络,其雄心勃勃的目标是为与 LTE系统相比增加容量的用户实现高速技嘉体验。  应该解决从低速应用设备到多媒体设备的广泛数据的支持,以实现高速通信。在5G网络中提供的许多先进技术解决方案与现有网络相比,无法想象的速度是主要的要求之一。预计5G网络的升级可以解决当今遇到的最严苛的问题,即搜索可靠和快速的连接。是新潮流,LTE的新兴背景。5G还没有成为标准,正在开发的技术已经针对网络的移动数据流量最大限度地驱动LTE的情况。5G通信系统中每个用户的速度是一个重大挑战。互联网数据流量的这种增长迫使5G网络进行了深入研究。  为了使这种高速传输实现不同的信号处理技术,例如在发射机和接收机侧执行波形调制和编码。一种方法是使信号的数据运行速度比传统方法快。频谱范围也很低,因此监管机构提供有限的资源。因此,在该给定频谱内,应处理信号以提高传输速度。目前无线电通信标准技术研究的现状证实,目前的多载波调制技术大多采用OFDM方案,广泛应用于多载波调制。最近,基于OFDM的滤波器概念是 F-OFDM,用于在接入高速微波信道和互操作性方面增强5G宽带通信。所提出的F-OFDM实现频率定位,并且在有限和可接受的速率内考虑ISI和载波推理(ICI),还确保接收机端的信号质量。  这项工作是5G网络的重要参数之一。F-OFDM通过协助高数据速率,高信道容量和良好的误码率性能来帮助5G网络。当信号传输速率比奈奎斯特条件达到的传统速率更快的速率进行时,F-OFDM的概念给出了研究其最佳性能标准的动机,并且考虑到OFDMA调制概念已经形成了利用的带宽,它还能够在快速可靠的数据传输速率的同时增强并行帐户中的通道访问。  所提出的模型还在接收机的末端还包括更好的信号质量,因为所提出的F-OFDM满足频率定位的带宽使用,并将(ISI)和(ICI)考虑在可接受的极限内。在这个提出的工作中,SQRC滤波器被实现在与OFDM系统相结合的地方。因此,本论文中使用 SQRC滤波器降低了误码率(BER),提高了接收信号的频谱密度。  考虑到未来无线通信系统的有限带宽资源的可用性,论文的重点是通过讨论来解决这个问题,从而实现高数据速率而不降低频谱效率,这一点在今天变得更加困难。因此,所提出的工作基于用于移动宽带服务中的有效数据传输的滤波器-OFDM系统提供了频谱定位和有效的高阶多载波。在所提出的系统中,实现非常快的数据传输速率(30到40Mbps)用于多通道访问。还可以观察到,与传统的OFDMA和UF-OFDM系统相比,传输期间的滤波OFDM信号频率有效地定位。  所提出的研究利用SQRC滤波器组件来避免干扰,并提高输出信号接收机末端的频谱效率。考虑到超过OFDM的CP长度的大型滤波器的长度,所提出的滤波器被设计。在发送方的末尾执行IFFT,对数据执行加密。提出的滤波器是避免干扰(ISI)的频谱整形滤波器。考虑到滤波器与发射机和接收机的集成,提出的系统的性能分析表明所提出的方案比传统的宽带移动系统实现更加弹性的动态频谱。在本研究中,仅通过考虑简单的一对一连接来评估性能。取得结果值。不过,考虑到上行情况下的通信,应该考虑另一个性能评估。此外,为了看到各种通道条件下的耐用性,可以经历不同类型的通道。其次,我们使用基于软截截滤波器的F-OFDM进行滤波,称为根升余弦滤波器(SQRC)。但是可以考虑不同类型的过滤器。可以有另外一种可以产生最佳效果的过滤方法。最后,可以估算出诸如滤波器组多载波和广义频分复用的另一种技术。
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