毫米波FBMC-OQAM通信系统频域相位噪声补偿研究

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毫米波通信作为未来通信关注点面临许多问题,其中射频前端产生的相位噪声会严重影响通信系统的性能。滤波器组多载波偏移正交调幅(Filter-Bank Multi-Carrier Offset Quadrature Amplitude Modulation,FBMC-OQAM)技术利用具有良好时频聚焦特性的原型滤波器,实现低旁瓣和低带外泄露,在抗相位噪声方面有优势,颇与毫米波通信适配。然而,毫米波频段的相位噪声仍会影响毫米波FBMC-OQAM通信系统,使解调符号发生相位偏转并产生载波间干扰和符号间干扰。应用相位噪声补偿方法能改善系统性能。其中,频域类的相位噪声补偿方法用公共相位误差去近似时变的相位噪声,具有计算量小的优势,但也因此产生误差带来干扰,致使补偿效果欠佳。针对上述问题,本文提出具有干扰抑制效果的基于导频干扰抑制的相位噪声补偿算法。首先,选取子载波安插导频符号,将相位噪声和干扰等影响导频符号解调值的因素用虚拟相位噪声表示,求取各导频符号的虚拟相位噪声补偿的估计。然后,考虑干扰的影响,设置关联干扰大小的影响因子,通过调整各导频符号的虚拟相位噪声补偿的估计的影响因子,得出数据符号的相位噪声补偿的估计。并结合FBMC-OQAM解调符号间干扰具有抵消规律的特点,设计出在采样级上抗相位噪声影响的导频结构,使算法更适应相位噪声变化较快的场景。仿真结果表明,所提算法与对照算法相比具有更好的误码率性能,并且在配备所设计的导频结构后,性能得到提升。基于导频的频域相位噪声补偿算法虽然计算简单,但频谱利用率较低,为此本文提出无需导频并具有干扰抑制效果的基于斜率的盲相位噪声补偿算法。首先,结合FBMC-OQAM系统解调符号呈现的连续条状图样受相位噪声影响而发生旋转的特点,提出更准确的图样处理方法,提高算法在高调制阶数场景下的性能。随后,基于符号散点与原点所连直线的斜率得出每个子载波符号的虚拟相位噪声补偿的估计。最后,考虑干扰的影响,设置关联干扰大小的影响因子,通过调整各子载波符号的虚拟相位噪声补偿的估计的影响因子,得出符号的相位噪声补偿的估计,使算法更适应干扰较大的场景。仿真结果表明,所提算法与对照算法相比具有更优异的误码率性能。
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