基于濾波器組的多載波(FBMC)調(diào)制系統(tǒng)的研究及實(shí)現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)代通信系統(tǒng)的核心單元是調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)，在數(shù)字通信系統(tǒng)中即數(shù)字基帶調(diào)制解調(diào)技術(shù)。目前第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)調(diào)制技術(shù)基于OFDM技術(shù)。OFDM調(diào)制系統(tǒng)擁有傳輸速率高，頻帶利用率高，抗摔落能力強(qiáng)，抗碼間干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。但其矩形窗帶外衰落緩慢，在頻偏影響下子載波干擾明顯，循環(huán)前綴對(duì)頻譜效率的降低等問題已逐漸成為其短板。隨著新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)研發(fā)的迫近，急需新的調(diào)制系統(tǒng)以解決這些問題。
　　而濾波器組多載波（Filter Bank Mult

2、i-Carrier，F(xiàn)BMC）技術(shù)作為第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)備選的調(diào)制方式，越來越受到人們重視。其優(yōu)勢(shì)在于對(duì)抗子載波干擾能力方面十分穩(wěn)定，能夠很好解決OFDM系統(tǒng)對(duì)子載波正交性要求及其苛刻的問題；其不需要使用CP來對(duì)抗ISI，也使得其頻譜利用率顯著提高；其與交錯(cuò)正交幅度調(diào)制（Offset Quadrature Amplitude Modulation，OQAM）的結(jié)合使得其進(jìn)一步解決了相鄰子載波干擾的問題。而本文就主要針對(duì)FBMC系統(tǒng)調(diào)制實(shí)

3、現(xiàn)算法進(jìn)行分析實(shí)現(xiàn)。論文首先介紹了多載波系統(tǒng)的基本原理，并引申出OFDM調(diào)制和FBMC調(diào)制的具體原理并介紹了其各自的特性。在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了FBMC調(diào)制的基本原理，以及原型濾波器特性的特性和設(shè)計(jì)要求以及其實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)所在。
　　FBMC系統(tǒng)的第一個(gè)實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)在于其硬件實(shí)現(xiàn)性問題，由于其調(diào)制方案較為復(fù)雜，計(jì)算量相對(duì)OFDM系統(tǒng)大幅增加，本后針對(duì)該問題對(duì)系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)研究，并提出了較為接近于當(dāng)前OFDM調(diào)制系統(tǒng)的計(jì)算量的硬件

4、實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，即多相濾波結(jié)構(gòu)。FBMC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的另一個(gè)實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)在于其無法完全消除的相鄰子載波干擾的問題，而針對(duì)該問題，學(xué)界目前多以O(shè)QAM調(diào)制以避開相鄰子載波的干擾，本文在此基礎(chǔ)上針對(duì)FBMC系統(tǒng)的子載波干擾進(jìn)行了分析并詳細(xì)介紹了OQAM調(diào)制的相關(guān)原理和該技術(shù)與FBMC的結(jié)合優(yōu)勢(shì)。OQAM調(diào)制雖然解決了FBMC系統(tǒng)的子載波干擾的問題，但卻給導(dǎo)頻算法和均衡器設(shè)計(jì)帶來極大的挑戰(zhàn)，本文對(duì)導(dǎo)頻算法提出了兩種設(shè)計(jì)方案—輔助導(dǎo)頻法與相鄰載波置零法，其中

5、前者需要額外的計(jì)算量和存儲(chǔ)資源以完成輔助導(dǎo)頻的計(jì)算，而后者則會(huì)消耗一定的頻譜資源，文中對(duì)兩種方案分別進(jìn)行了仿真實(shí)現(xiàn)與詳細(xì)分析。而均衡器設(shè)計(jì)由于與調(diào)制方案本身相關(guān)性并不直接，本文并未詳細(xì)討論。
　　該文仿真實(shí)現(xiàn)并嚴(yán)格分析了FBMC系統(tǒng)性能，在抗噪聲、頻偏、定時(shí)偏移的能力方面與OFDM進(jìn)行了詳細(xì)比較，得到FBMC系統(tǒng)在對(duì)抗以上信道干擾時(shí)均全面優(yōu)于OFDM系統(tǒng)的結(jié)論，隨后還分析了FBMC系統(tǒng)的頻譜效率與計(jì)算復(fù)雜度等問題并與OFDM系統(tǒng)進(jìn)