基于濾波器組的多載波(FBMC)調(diào)制系統(tǒng)的研究及實現(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，抗碼間干擾能力強等特點。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)勢在于對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)對子載波正交性要求及其苛刻的問題；其不需要使用CP來對抗ISI，也使得其頻譜利用率顯著提高；其與交錯正交幅度調(diào)制（Offset Quadrature Amplitude Modulation，OQAM）的結(jié)合使得其進一步解決了相鄰子載波干擾的問題。而本文就主要針對FBMC系統(tǒng)調(diào)制實

3、現(xiàn)算法進行分析實現(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。在此基礎上，詳細介紹了FBMC調(diào)制的基本原理，以及原型濾波器特性的特性和設計要求以及其實現(xiàn)難點所在。
　　FBMC系統(tǒng)的第一個實現(xiàn)難點在于其硬件實現(xiàn)性問題，由于其調(diào)制方案較為復雜，計算量相對OFDM系統(tǒng)大幅增加，本后針對該問題對系統(tǒng)具體實現(xiàn)結(jié)構(gòu)進行了詳細研究，并提出了較為接近于當前OFDM調(diào)制系統(tǒng)的計算量的硬件

4、實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，即多相濾波結(jié)構(gòu)。FBMC系統(tǒng)實現(xiàn)的另一個實現(xiàn)難點在于其無法完全消除的相鄰子載波干擾的問題，而針對該問題，學界目前多以OQAM調(diào)制以避開相鄰子載波的干擾，本文在此基礎上針對FBMC系統(tǒng)的子載波干擾進行了分析并詳細介紹了OQAM調(diào)制的相關原理和該技術(shù)與FBMC的結(jié)合優(yōu)勢。OQAM調(diào)制雖然解決了FBMC系統(tǒng)的子載波干擾的問題，但卻給導頻算法和均衡器設計帶來極大的挑戰(zhàn)，本文對導頻算法提出了兩種設計方案—輔助導頻法與相鄰載波置零法，其中

5、前者需要額外的計算量和存儲資源以完成輔助導頻的計算，而后者則會消耗一定的頻譜資源，文中對兩種方案分別進行了仿真實現(xiàn)與詳細分析。而均衡器設計由于與調(diào)制方案本身相關性并不直接，本文并未詳細討論。
　　該文仿真實現(xiàn)并嚴格分析了FBMC系統(tǒng)性能，在抗噪聲、頻偏、定時偏移的能力方面與OFDM進行了詳細比較，得到FBMC系統(tǒng)在對抗以上信道干擾時均全面優(yōu)于OFDM系統(tǒng)的結(jié)論，隨后還分析了FBMC系統(tǒng)的頻譜效率與計算復雜度等問題并與OFDM系統(tǒng)進