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基于偏移正交幅度调制的滤波器组多载波(Filter Bank Multi-Carrier with Offset Quadrature Amplitude Modulation,FBMC/OQAM)系统由于具有更低的旁瓣能量,更稳健的异步传输以及更高的频谱利用率等优势成为能替代正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)的第五代(Fifth Generation,5G)无线通信关键技术之一。本文将重点研究FBMC/OQAM系统中的两大核心技术:原型滤波器的设计和峰均功率比的降低。FBMC/OQAM的系统优势取决于设计一款时频聚焦性高的原型滤波器,而时频聚焦性高意味着频谱旁瓣能量低。但是5G通信场景复杂多样,而目前该系统原型滤波器的设计方式都不能依据通信场景的需求变换进行旁瓣能量的定向抑制。针对FBMC/OQAM中的可定向抑制旁瓣能量的原型滤波器设计问题,首先,本文从FBMC/OQAM系统模型入手推导出当信号处于非完美重构条件下的信道和码间干扰公式;其次,我们通过引入约束因子构造了一个关于滤波器系数的双目标优化模型来实现旁瓣能量定向抑制需求:主优化模型将信道和码间的综合干扰进行约束、设计的滤波器系数应当对称分布且具备奈奎斯特性,使得带有约束因子的系统阻带能量最低;考虑到主优化模型目标函数中约束因子的不确定性,子优化问题通过约束近通带频段的旁瓣能量和总阻带能量来最小化远通带频段的旁瓣能量。然后,为了求解上述双目标优化问题,本文提出嵌套序列二次规划的遗传算法(Nested Sequential Quadratic Programming-Genetic Algorithm,NSGA)进行求解。该算法采用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)获取最优的约束因子后再采用序列二次规划算法(Sequential Quadratic Programming,SQP)获取最优的原型滤波器系数。最后,仿真论证了所设计的原型滤波器相较于现存性能较好的原型滤波器具有更低的阻带能量,且能实现定向旁瓣能量的抑制需求。同时,本文所提出的求解算法也被验证了收敛特性。FBMC/OQAM系统具有和OFDM系统类似的固有劣势高峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR),而PAPR过大会影响FBMC/OQAM信号的失真和数据传输速率。以部分传输序列(Partial Transmission Sequence,PTS)技术为基础的方法在PAPR降低上表现良好,但随着子块划分数目的增加计算复杂度也会变大。针对如何利用PTS技术既能降低FBMC/OQAM信号的PAPR又能减少计算复杂度的问题,本文考虑FBMC/OQAM与OFDM间的信号结构差异后,提出了基于GA的双层部分传输序列(Genetic Algorithm based Bilayer Partial Transmission Sequence,GA-BPTS)方案。GA-BPTS继续划分每个子块,将传统部分传输序列(Partial Transmission Sequence,PTS)的单层结构转换为双层相位因子搜索结构,并引入惩罚算子。然后,使用GA获得次优相位因子。特别地,借助上一章设计的具有更好带外衰减性能的新原型滤波器,GA-BPTS能够更加有效地降低FBMC/OQAM信号的PAPR。仿真论证了与传统的PTS方案相比,该方案不仅为FBMC/OQAM提供了更加出色的PAPR性能,而且降低了计算复杂度。本文共有图28幅,表8个,参考文献90篇。