[发明专利]一种低峰均比FBMC-OQAM信号处理方法和系统

说明书

一种低峰均比FBMC‑OQAM信号处理方法和系统，是基于DFT预编码来降低FBMC‑OQAM信号峰均比的基带信号处理方法和系统。通过将分组后的预传输数据映射为满足特定共轭对称特性的数据序列，再采用DFT进行预编码可以将映射得到的共轭对称数据序列转化为满足OQAM调制实正交要求的实虚交替排列的数据序列，因此该预编码后的数据序列可以直接映射到对应的子载波上进行IFFT子载波调制和滤波。通过该系统和信号处理方法，避免了在DFT预编码和子载波调制IFFT之间进行额外的将复数的实虚部进行分离的OQAM预处理操作。因此通过该系统和信号处理方法可以借助DFT预编码使得FBMC‑OQAM系统的发射信号恢复单载波特性，进而可以显著的降低FBMC‑OQAM发射信号的峰均比。

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，具体涉及一种低峰均比FBMC-OQAM信号处理方法和系统。

背景技术

多载波调制作为一种通信波形技术已经广泛应用于各通信系统中，其基本思想是将传输比特流分成多个子比特流，再调制到不同的子载波上进行传输。在众多的多载波调制技术中，正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)因其频谱效率高、收发机复杂度低、均衡简单易于和多天线技术结合使用等优点，得到了广泛应用，例如欧洲的数字电视广播(Digital Video Broadcast，DVB)和无线局域网(WirelessLocal Area Networks，WLAN)等。随着未来通信网络的异构化和异步化，OFDM具有较高的带外(Out Of Band，OOB)辐射和对同步误差敏感等一些缺点也逐渐引起人们的关注。例如，物联网海量无线接入、多点协作传输和设备间直接通信等都需要降低调制波形对精确同步的需求，来满足如低成本和低信令开销的同时保障通信性能。此外，认知无线电、载波聚合等技术也需要信号调制波形具有更低的带外泄露，从而更高效的利用碎片频谱。

为应对这些挑战，滤波器组多载波(FBMC，Filter Bank Multi-Carrier)由于其具有极低的OOB辐射等优点被认为是极具前景的波形技术。在FBMC系统中,由于具有优良时频聚焦(Time-Frequency Localization，TFL)的原型滤波器(Prototype Filter，PF)的引入极大的降低了OOB辐射，从而可以有效控制载波间干扰(Inter-Carrier Interference，ICI),从而灵活有效利用频谱资源并降低同步的需求。同时为提高频谱利用率并应对原型滤波器的引入导致的非正交性，FBMC系统通常采用该偏移正交幅度调制(OffsetQuadrature Amplitude Modulation，OQAM)来代替传统的正交幅度调制(QuadratureAmplitude Modulation,QAM)。在OQAM调制中，原先QAM调制所发送的复数数据符号可以近似等价为在相同的时间内发送两个实数符号，从而保持频谱效率不变。即在FBMC-OQAM系统中，传统的OFDM中的复正交特性需要放宽为实数域正交，从而提供了频谱效率、OOB辐射与正交性三者折中的解决方案。由于FBMC调制极低的OOB辐射，使得FBMC在异步通信网络中具有很大的优势。例如在海量物联网络中，由于众多的终端数量，设备间的同步需要耗费大量的信令资源，采用FBMC系统可以使用很好的保护子载波极大降低异步用户间的干扰，从而可以大量节省信令资源以及终端设备的功耗。

作为一种多载波波形技术，同OFDM一样，FBMC也面临比较严重的峰均比(Peak-to-Average Power Ratio，PAPR)问题，FBMC-OQAM符号是由多个独立的等带宽的子载波调制的信号相加而成的，当子载波上的信号相位相同的时候他们相加就可以能产生较大的峰值功率(peak power)，由此会导致信号的峰值功率与平均功率的比值较大，这个比值简称峰均比(PAPR)。为避免功放非线性的影响，放大电路需要加大的功率回退值，这将严重增加终端设备的功耗，降低电池使用周期，这对非线性卫星通信系统和低成本的物联网通信的影响尤为严重。为了减少FBMC系统的PAPR，传统上用于降低OFDM系统PAPR的技术同样被研究应用于FBMC系统，如选择映射法或部分发射序列法。但是这些方法由于高度的计算复杂度使得其难以在FBMC-OQAM系统中进行应用。