OQAM/FBMC通信系统中信号阻带能量抑制研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuji19840718
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基于偏移正交幅度调制的滤波器组多载波(Filter Bank Multicarrier with Offset Quadrature Amplitude Modulation,OQAM/FBMC)技术作为正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术的一个非常有前景的替代技术,不需要(Cyclic Prefix,CP)就能消除多径效应引起的干扰,从而提高了传输速率和频谱效率,它将是未来移动通信的重要研究方向。未来移动通信场景要求更低的带外泄漏(Out-of-Band Emission,OOBE)以降低用户干扰,而OQAM/FBMC系统使用原型滤波器对信号进行整形时不能兼顾时域和频域性能,通常会因为要保留信号在时域上的性能而适当降低频域上性能。针对上述问题,本文提出了一种新思路来降低OQAM/FBMC系统的发射信号的阻带能量。该方案的核心思想是通过设计输入符号的分布来达到优化目的。首先,本文分析了一般情况下的OQAM/FBMC信号功率谱密度(Power Spectral Density,PSD),分析过程中不对数据符号的统计特性进行独立同分布的假设,得到的PSD表达式比传统的假设数据符号独立同分布的PSD表达式更具代表性。根据理论推导,观察到OQAM/FBMC信号PSD不仅与原型滤波器有关,而且与数据符号的统计特性有关。进一步,为了确定输入符号影响信号旁瓣的程度,本文使用固定参数滤波器,并通过设计输入符号的分布来制定最小化信号阻带能量的优化问题。传统的依靠设计滤波器系数来降低信号阻带能量的方案势必会造成信号阻带边界的旁瓣升高,而本文所提出的方案不同于传统方案,能够使边界旁瓣保持与原始OQAM/FBMC信号一致的下降幅度。仿真结果表明,该方案在显著降低OQAM/FBMC信号阻带能量的同时不会造成信号阻带边界旁瓣的升高。最后,本文制定了符号分布和原型滤波器联合优化问题以达到最小化发射信号阻带能量的目的。通过二次规划方法解决非线性优化问题以获得符号分布特性和滤波器系数。本文仿真了联合优化、滤波器单独优化和符号分布单独优化后的信号功率谱密度和带外泄漏性能。仿真表明,联合优化得到的最佳符号分布和滤波器参数能带来更好的阻带性能。
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