F-OFDM系統(tǒng)中子帶濾波器的設計及PAPR抑制方法的研究.pdf

1、近年來，隨著人們對高速率和高帶寬的無線通信網(wǎng)絡的需求不斷增長，因此對第5代移動通信系統(tǒng)(The5th Generation Mobile Communication System，5G)提出了更高的要求。在4G長期演進(Long Term Evolution，LTE)中被廣泛應用的OFDM技術由于具有系統(tǒng)帶外輻射較大、峰均功率比(Peak to Average Power Ratio，PAPR)較高等缺點，使得它不適用于數(shù)據(jù)傳輸速率更高

2、的5G通信。為了解決上述問題，人們提出了基于子帶濾波的正交頻分復用(Filtered-OFDM，F(xiàn)-OFDM)技術。F-OFDM技術除了具備傳統(tǒng)OFDM技術的優(yōu)點外，在系統(tǒng)頻譜泄漏的抑制方面有很好的表現(xiàn)，因此F-OFDM成為5G的候選的空口波形技術之一。論文針對F-OFDM系統(tǒng)中存在較大的帶外輻射和較高的峰均功率比問題，提出了使用Nuttall's Blackman-Harris窗設計的子帶濾波器以及基于限幅法和改進的選擇性映射(Sel

3、ected mapping，SLM)算法結合的方法來分別改善上述兩個方面的性能。
　　首先，論文介紹了5G移動通信系統(tǒng)的主要應用場景、業(yè)務需求和動態(tài)空口技術的框架，并簡要分析了當前比較熱門的幾種空口波形的研究現(xiàn)狀以及F-OFDM系統(tǒng)中子帶濾波器設計和降低峰均功率比方法的研究現(xiàn)狀。接著，論文討論了OFDM技術的基本原理和數(shù)學模型，并研究了F-OFDM技術的基本原理，歸納了F-OFDM技術的優(yōu)缺點。論文又簡單介紹了數(shù)字濾波器的原理，其

4、中重點介紹了FIR濾波器的特點、設計方法和設計步驟。
　　其次，針對F-OFDM系統(tǒng)中存在較大的帶外輻射的問題，提出將Nuttall's Blackman-Harris窗用于構造F-OFDM系統(tǒng)中的FIR濾波器，以達到更好的抑制系統(tǒng)頻譜泄漏的目的，論文給出了具體的實現(xiàn)方法和步驟。通過MATLAB仿真在相同信號條件下經(jīng)過OFDM系統(tǒng)和F-OFDM系統(tǒng)的功率譜密度(Power Spectral Density,PSD)來分析對比系統(tǒng)性

5、能。仿真實驗結果驗證了添加濾波器能夠有效地抑制子帶頻譜的帶外輻射，從而使不同子帶之間只需要設置極低的保護間隔就能很好的抑制相鄰子帶間的干擾。
　　最后，針對F-OFDM系統(tǒng)中存在較高的峰均功率比的問題，提出一種將限幅法和改進的SLM算法結合的方法以達到更好的降低PAPR的效果。首先介紹了OFDM系統(tǒng)中抑制系統(tǒng)峰均功率比的方法、定義和分布情況，并通過仿真驗證了F-OFDM系統(tǒng)中仍然存在較高的PAPR。隨后論文重點研究了減小F-OFD