基于滤波器组的单载波通信

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高峰均功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)一直是困扰着多载波系统的一个关键问题。采用离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)进行扩频可以使多载波传输信号具有单载波信号的PAPR。现有这类技术包括基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术的离散傅里叶变换扩频的正交频分复用(Discrete Fourier Transform spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing,DFT-s-OFDM)技术、基于滤波器组多载波(Filter Bank Multicarrier,FBMC)技术的离散傅里叶变换扩频的滤波器组多载波(Discrete Fourier Transform spread Filter Bank Multicarrier,DFT-s-FBMC)技术和滤波器组扩频的滤波器组多载波(Filter Bank spread Filter Bank Multicarrier,FB-s-FBMC)技术。DFT-s-FBMC实现简单但PAPR改善不够明显,FB-s-FBMC虽然相较于DFT-s-FBMC有更好的PAPR性能,但实现复杂度过高,存在高系统时延。针对上述问题,本文提出了两种基于DFT-s-FBMC的变形方案。其中一种方案是在DFT-s-FBMC的基础上加入数据重构模块,通过特定的数据重构方式对数据进行重构。重构后得到的数据在DFT后是实虚交错的,可以直接作为FBMC调制的合法输入。本文给出了该方案中具体的数据重构方案并针对重构方案的正确性进行了数学证明。在本文所提出的另一种方案中,首先对待发送的数据符号进行分段,按照其序号依次对每个数据符号段进行加窗和DFT。完成载波映射后,对于偶数序号数据符号段,偶数序号子载波传输实数部分,奇数序号子载波传输虚数部分;对于奇数序号数据符号段,偶数序号子载波传输虚数部分,奇数序号子载波传输实数部分,从而实现相邻数据符号段之间合作发送数据。仿真结果表明,相较于DFT-s-FBMC,本文所提出的两种方案均能获得更好的PAPR特性;相较于FB-s-FBMC,所提出的两种方案在PAPR性能方面略微逊色,但是实现复杂度明显低于FB-s-FBMC并且不存在高系统时延问题。
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