基于FPGA的F-OFDM下行滤波器的设计与实现

发布时间：2020-09-10 10:56

　　 随着5G愿景与需求的明确,新的应用场景和业务对通信系统的网络速度、网络容量、延迟和可靠性等指标有了更高的要求。基于子带滤波的正交频分复用技术(F-OFDM)通过增加子带滤波的方式,能够实现与业务需求相匹配的波形参数配置,从而满足复杂场景和业务的需求。在F-OFDM系统发射端,通过分析F-OFDM与OFDM信号处理流程的异同,给出了 F-OFDM技术发射端的信号矢量模型;在多子带情况下,在保证系统的数据采样频率一致的原则下分析了发射端子带资源分配办法,同时通过频带内的子载波统一编号的方法对各子带子载波映射进行了研究;在对子带滤波器进行设计时,采用了基于汉宁窗的窗函数设计方法,并选择了计算复杂度更低的频域滤波作为滤波方案。在接收端选择匹配滤波的方法实现子带的解耦,并分析了 IoT业务、低时延高可靠和热点高容量场景下F-OFDM技术的时频效率。仿真结果表明,F-OFDM系统的误码率与OFDM相比基本一致,所设计的子带滤波器在对F-OFDM系统带外泄露抑制方面比传统OFDM改善了 20dB,且只需要较少的保护子载波作为保护带宽。最后,根据F-OFDM技术收发端的结构将其分为包括训练序列的生成、导频插入、IFFT/FFT的实现、循环前缀的添加、子带滤波器的生成、同步检测和信道估计与均衡等7个模块分别进行FPGA的实现,并进行了功能仿真和时序仿真,实验结果表明子带滤波器的加入能够实现多子带的并行传输。
【学位单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN713
【部分图文】：

FDATool滤波器生成界面

图 4-2 OFDM 与 F-OFDM 功率谱密度对比于表 4.1 进行参数设置的基础上，将 F-OFDM 子带 1 带 2 的保护子载波数量2N 1，得到系统的基带功率谱密 4-3 中可以看出，调制方式的变化对子带 1 的影响不大，加，使两子带间出现了区分间隔，即减小了子带间的干扰

且子带 2 的保护子载波数量2N 1，得到系统的基带功率谱密度仿真结果如图4-3 所示。由图 4-3 中可以看出，调制方式的变化对子带 1 的影响不大，但是子带间的保护子载波的增加，使两子带间出现了区分间隔，即减小了子带间的干扰。图 4-3 子带滤波前后频谱图（3）在基于表4.1进行参数设置的基础上，令F-OFDM子带1的调制方式为16QAM，保护子载波数量1N 2，子带 2 的调制方式变为 64QAM，且保护子载波数量2N 3，OFDM 的调制方式也设置为 16QAM

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本文编号：2815738