[发明专利]一种FBMC-OQAM系统中的原型滤波器实现方法

说明书

本发明公开了一种FBMC‑OQAM系统中的原型滤波器实现方法，包括：S101：计算所述FBMC‑OQAM系统中ISI/ICI引起的原始复数信号的实部和虚部的输入输出之间的干扰功率；S103：根据所述干扰功率，设计满足奈奎斯特要求的原型滤波器，并限制所述ISI/ICI导致的干扰功率；S105：使用频率采样技术，计算所述原型滤波器的频率响应系数；S107：对所述原型滤波器进行最小化阻带能量优化。本发明能够最大化带内能量占总能量的百分比，同时控制ISI/ICI干扰在一定门限内，并通过频率取样技术获得原型滤波器的系数。本发明能够在5G多载波传输FBMC‑OQAM系统中使用，具有较强的实用性。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及一种FBMC-OQAM系统中的原型滤波器实现方法。

背景技术

第五代移动通信系统(5G)面临数据流量的指数增长、海量设备的连接和多样化的业务需求等严峻挑战。与第四代移动通信系统(4G)相比，5G不仅要支持更高的传输速率，还要支持低功耗大连接、低时延高可靠等更加多样化的场景。

由于具有频谱利用率高、实现复杂度低和对抗频率选择性衰落能力强等优势，正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)技术被广泛应用于各类移动通信系统，并成为4G的物理层核心调制技术。然而，一方面，OFDM技术需要使用循环前缀来对抗多径衰落，造成了频谱资源的浪费；另一方面，OFDM技术对同步要求很高，参数无法灵活配置，难以支持5G多样化的应用场景。交错正交幅度调制的多载波通信(FilterBank Multicarrier with Offset Orthogonal Amplitude Modulation，FBMC-OQAM)技术受到了学术界和工业界越来越广泛的重视。相比于OFDM技术，FBMC-OQAM具有良好频域聚焦特性的原型滤波器，能有效克服由多径效应引起的符号间干扰和载波间干扰。此外，FBMC-OQAM技术具有很低的带外干扰，各载波之间不需要严格同步，能够支持更多样化的业务需求。

FBMC已被列为中国第五代移动通信系统的物理层方案之一，并展现出取代OFDM技术的巨大潜力。与OFDM技术不同，FBMC各载波之间不需要正交，不需要插入循环前缀，对于零散的频谱资源利用更加有效。但由于FBMC中不相邻子载波之间的非正交性，导致子载波之间存在干扰；非矩形波形的利用，也使得符号间存在时域干扰，干扰问题的存在制约着FBMC技术的发展。

原型滤波器的设计决定了FBMC系统的理论性能，并对其他接收、检测技术具有根本性的影响，因此该技术的研究是FBMC系统设计的关键。

本文研究5G多载波传输方案FBMC中的原型滤波器设计。设计近似完美重建原型滤波器的方法是直接优化冲击响应系数，但是这种方法明显的缺点在于滤波器系数的个数随着子载波的数量急剧增加。另外，也可以采用频率取样技术或者加窗技术来设计原型滤波器，在这些技术中，原型滤波器系数可以用只包含了少数可调整的参数组成的闭合形式的公式来表示。

发明内容

本发明的目的在于提供一种FBMC-OQAM系统中的原型滤波器实现方法，能够实现最小化阻带能量，同时控制符号间干扰(Inter Symbol Interference，ISI)和载波间干扰(Inter Carrier Interference，ICI)的干扰功率在一定门限内，并通过频率取样技术获得原型滤波器的系数。本发明可以在5G多载波传输FBMC-OQAM系统中使用，具有较强的实用性。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

提供一种FBMC-OQAM系统中的原型滤波器实现方法，包括：

S101：计算所述FBMC-OQAM系统中ISI/ICI引起的原始复数信号的实部和虚部的输入输出之间的干扰功率；