5G 新型调制技术 FBMC【5G】

讲道理,搞个 FBMC 无非就是想找寻一种比 OFDM 更适合 5G 场景的调制技术。

可以看一下 OFDM 的主要优缺点:https://blog.csdn.net/lanluyug/article/details/84858069

FBMC 全称为:Filter-bank multicarrier 滤波器组多载波技术,说白了,主要就是解决 OFDM 需要引入一个比时延扩展还长的循环前缀,但是 FBMC 这个技术不需要,大大提高了调制效率。

FBMC 核心思想:

保持符号持续时间不变(没有引入额外的时间开销),在发射及接收端添加额外的滤波器来处理时域中相邻多载波符号之间的重叠。

在接收端,被称为原型滤波器的一种低通滤波器,负责接收端 FFT 之后的信号处理,其设计目的主要是有效的抑制 ISI。

有一点很特殊:常规的 OFDM 方案也可以认为是具有低通 FIR 原型滤波器的 FBMC 方案,然而这种原型滤波器并不能解决多径引起的 ISI。为了保证 ISI 被有效抑制,将在频域中 FFT 系数之间引入额外的系数来获得原型滤波器。

为了确保足够低的 ISI 的一个原型滤波器的脉冲响应:

其 K=1 至 4 的系数为:

 

从上面可以看出,要实现 FBMC 方案,就需要通过因子 K 扩频。实际上,有一种可行的实施方案是在发射机处进行扩频后加上 KN 点 IFFT,然后在接收机处对 KN 点 FFT 后解扩。这种方案较为简单,只需对 OFDM 做出较小的调整,但是增加了 FFT 大小,带了较为严重的复杂性问题。

然后,为了降低复杂度,后面又提出了一种新的替代品,可以称它为多相网络 -FFT(PPN-FFT)。PPN-FFT 不需要频率扩展,下面了解一下吧。 

 

PPN-FFT 发射机如下图所示;接收机时使用类似的方案。

PPN-FFT 相比 OFDM 方案,在 IFFT/FFT 操作后添加了移相器与 Hp(f) 相串联来实现。相比 OFDM 复杂度又增加,但仍比 FBMC 的复杂度低很多。

原型滤波器的响应:

其中 {hl} 表示时域滤波器系数,时域长度 L=KN;

其中:

可以对推导出:

写成矩阵形式为: