下一代無線通信系統(tǒng)中波形技術的研究.pdf

1、ITU-R已經(jīng)把eMBB、uRLLC和mMTC定義為5G的三種主要應用場景，由于不同的應用場景對系統(tǒng)關鍵特性需求差異明顯，所以5G需要新空口技術滿足性能需求。CP-OFDM由于矩形窗函數(shù)帶來的固有問題已經(jīng)不能滿足5G空口的要求，所以5G需要新的波形技術?，F(xiàn)今，F(xiàn)BMC、UFMC、GFDM和Filtered-OFDM已經(jīng)被廣泛認可為5G的候選波形技術。本文在分析候選波形技術理論的基礎上對波形技術進行了總結，并選取FBMC和F-OFDM進行

2、重點研究分析。
　　FBMC選用時頻局部化特性優(yōu)良的濾波器對子載波進行濾波，因而具有優(yōu)良的性能：抗ISI和ICI、帶外泄露低、頻譜效率高效（不使用CP）。采用OQAM調制的FBMC（FBMC/OQAM）由于能在實數(shù)域上保持正交而受到廣泛關注。
　　本文首先推導了FBMC/OQAM系統(tǒng)原理，在其基礎上研究了兩種快速實現(xiàn)結構：頻域擴展-擴展FFT(FS-FFT)和多相網(wǎng)絡-FFT（PPN-FFT），并與CP-OFDM系統(tǒng)的實現(xiàn)復

3、雜度進行仿真分析。其次，本文研究了FBMC中原型濾波器的設計方法和優(yōu)化準則并仿真分析了經(jīng)典原型濾波器的時頻局部化特性。最后，本文在分析無線信道特性的基礎上研究了FBMC/OQAM系統(tǒng)經(jīng)過多徑信道后的接收端信號組成部分并給出了FBMC/OQAM系統(tǒng)信道估計模型。多篇文獻已提出POP、IAM和ICM算法作為FBMC/OQAM的塊狀導頻信道估計技術。本文在結合IAM和ICM算法的基礎上提出了高效頻譜的信道估計算法，稱之為：ES-IAM-R和E

4、S-IAM-C，接收端在消除虛數(shù)導頻產(chǎn)生的實數(shù)干擾后，它們信道估計性能與IAM-R和IAM-C接近，但導頻僅占據(jù)兩個符號周期。
　　F-OFDM和CP-OFDM的主要不同之處在于F-OFDM對用戶占據(jù)的子帶進行濾波。本文首先設計了一個包含兩異步子帶的F-OFDM系統(tǒng)并與CP-OFDM系統(tǒng)進行了仿真對比，仿真表明F-OFDM具有更好的子帶間異步能力。本文研究分析了F-OFDM子帶濾波器設計和實現(xiàn)方法，并在快速卷積算法（Overlap