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多载波技术是目前5G关键技术中的研究热点之一。其中通用滤波多载波技术(Universal Filtered Multi-Carrier,UFMC)因其带外辐射小,频域鲁棒性高等优势成为强有力的候选波形。依据5G新空口协议中多载波技术相关规定,LTE下行链路采用的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术由于对同步偏差的高度敏感性而难以沿用。同步偏差严重损害系统性能,其中定时误差会产生符号间干扰(Inter-Symbol Interference,ISI),频率误差则会引发子载波干扰(Inter-Carrier Interference,ICI),因此如何克服同步偏差带来的干扰,满足5G通信需求,是一项急需解决的关键难题。本文首先介绍LTE中多载波技术——OFDM,在此基础上引入5G中几大热门的多载波技术:滤波器组多载波(Filter Bank Multi-Carrier,FBMC)、通用滤波多载波(UFMC)和广义频分复用(Generalized Frequency Division Multiplexing,GFDM),对其基本原理进行介绍,从5G支持的技术规范和应用需求等角度对比各个多载波技术并总结优缺点。其中重点展开UFMC系统与OFDM系统的性能比较,比较其在不同载波频率偏移(Carrier Frequency Offsets,CFO)、不同定时偏移(Time Offsets,TO)下及采用不同滤波器长度时UFMC系统所展现出的性能优劣。本文重点讨论了基于UFMC系统的同步技术应用。首先按类别阐述了现有的UFMC系统同步技术,在辅助频偏估计算法的基础上,提出了两种改良方案。两种方案均利用了ZC序列的良好特性,其中一种CFO联合消除方案采用延迟相关算法获取粗频偏估计;其次,通过M段自相关操作获取残留频偏。另一种频偏消除方案基于最小二乘法(Least Square,LS)准则进行信道估计实现粗频偏的估计和补偿,通过构造特殊的训练序列简化细频偏估计步骤。经过理论推导和仿真验证,结果论证了改进的频偏估计方案在多径衰落信道下均有较好的频偏补偿效果,改善了UFMC系统性能。基于定时同步技术,参考OFDM系统中常用的定时算法,分析其在UFMC系统中的适用性和估计性能。为了解决传统符号定时同步算法在UFMC系统中精度较低的问题,对现有符号定时同步技术实行优化,提出了适合UFMC系统的符号定时方案,克服了传统算法适用性低和计算复杂度高的缺陷。最后结合频偏同步方案和定时同步方案,给出了一个完整的同步流程。Matlab仿真结果验证了该方案相较于传统的同步方案在UFMC系统中显示了更好的同步性能。