FMT与FBMC/OQAM非正交接入波形共存分析及处理
发布时间：2021-11-17 14:02
针对滤波多音调制（filtered multi-tone modulation,FMT）和滤波器组多载波/交错正交幅度调制（filterbank-based multicarrier/offset quadrature amplitude modulation,FBMC/OQAM）波形非正交接入共存问题,提出了应用快速卷积方法进行数值化分析的方案。通过快速卷积方法,在相邻的频段同时产生FMT和FBMC/OQAM信号,以快速傅里叶变换粒度调整保护间隔,得到FMT频谱频点的变化值,构建FBMC/OQAM对FMT系统的干扰矩阵,并提出预编码方案优化滤波器过渡带系数消除干扰。仿真实验表明,快速卷积方法能更精确分析波形之间的干扰,通过所提预编码方案,FMT和FBMC/OQAM信号之间可以高效率共存,波形之间的干扰得到有效抑制,受干扰影响的误码率性能得到有效改善。
【文章来源】：系统工程与电子技术. 2020,42(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图１ＦＭＴ和ＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ的不同共存形式示意图Ｆｉｇ．１ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅｆｏｒｍｓｏｆＦＭＴａｎｄＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ２干扰分析ｋ烄烌
ＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ的不同共存形式示意图Ｆｉｇ．１ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅｆｏｒｍｓｏｆＦＭＴａｎｄＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ２干扰分析２．１ＰＳＤ干扰表采用文献［１１－１２］提出的已有ＰＳＤ分析方法研究ＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ和ＦＭＴ共存信号干扰值。在ＦＢＭＣ系统中，由于原型滤波器设计不同，频谱带外泄露存在差异。ＰＳＤ分析主要计算的就是每个子载波带外泄露对相邻频段的单一子载波的溢出能量，如图２所示，不同距离子载波造成相邻频带干扰也不同。图２一个ＦＢＭＣ子载波对相邻子载波的干扰示意图Ｆｉｇ．２ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｏｆｏｎｅＦＢＭＣｓｕｂｃａｒｒｉｅｒｔｏａｄｊａｃｅｎｔｓｕｂｃａｒｒｉｅｒｓ这里分析波形之间ＰＳＤ溢出的能量，不同的子载波之间的归一化干扰［２４］定义为Ｉ（ｌ）＝∫（ｌ＋１／２）Δｆ（ｉ－１／２）ΔｆＰ（ｆ）ｄｆ（１）式中，ｌ为相邻子载波间隔数；Δｆ为子载波间隔；Ｐ（ｆ）为所考虑的不同波形调制的ＰＳＤ函数。ＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ和ＦＭＴ系统的归一化ＰＳＤ［２５－２７］表达式分别为ＰＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ＝（ＨＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ（ｆ））２（２）ＰＦＭＴ＝（ＨＦＭＴ（ｆ））２（３）式中，ＨＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ是ＰＨＹＤＡＹＳ滤波器频率响应，表示为ＨＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ（ｆ）＝∑ｋ＝（Ｋ－１）ｋ＝－（Ｋ－１）ｈｋｓｉｎπｆ－ｋ（
为６ＦＦＴｂｉｎｓ。针对ＦＭＴ和ＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ波形在相邻频带的共存问题，通过设置足够的保护带宽度，能够有效消除波形之间的干扰。但图３所示ＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ和ＦＭＴ系统的频谱在相邻频段存在混叠，即６ＦＦＴｂｉｎｓ为保护间隔不足的配置。两个系统的干扰主要是由相邻子载波产生，即ＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ系统第８子载波和ＦＭＴ系统第１子载波产生干扰。为了数值化分析两个系统在相邻频段的影响，在快速卷积平台上分别构建如图４所示的单载波示意图。ＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ和ＦＭＴ均按快速卷积子信道滤波器规则，采用固定的过渡带系数配置［２９］。通过调整两个单载波系统的保护间隔，可以记录各系统侧子载波的频点ＰＳＤ变化值，从而指导过渡带系数的优化配置。图３ＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ和ＦＭＴ保护间隔设置为６ＦＦＴｂｉｎｓ的ＰＳＤＦｉｇ．３ＳｐｅｃｔｒｕｍｏｆＰＳＤｗｉｔｈｇｕａｒｄｉｎｔｅｒｖａｌｓｅｔｔｏ６ＦＦＴｂｉｎｓｆｏｒＦＢＭＣ／ＯＱＡＭａｎｄＦＭＴ图４单载波ＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ和ＦＭＴ系统Ｆｉｇ．４Ｓｉｎｇｌｅ－ｃａｒｒｉｅｒＦＢＭＣ／ＯＱＡＭａｎｄＦＭＴｓｙｓｔｅｍｓ表２为ＦＭＴ侧记录数据，在设置不同的保护间隔时，ＦＭＴＰＳＤ的边缘每个频点的值不同程度增大。在保护间隔ＦＦＴｂｉｎｓ值分别为０和１０时，边缘第１频点位置相差了－３１．９ｄＢ。当保护间隔越大时，边缘叠加值越小。当保护间隔越小时，频点的值递增幅度越大。可见，对ＦＭＴ系统
本文编号：3501064
【文章来源】：系统工程与电子技术. 2020,42(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
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图１ＦＭＴ和ＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ的不同共存形式示意图Ｆｉｇ．１ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅｆｏｒｍｓｏｆＦＭＴａｎｄＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ２干扰分析ｋ烄烌
ＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ的不同共存形式示意图Ｆｉｇ．１ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅｆｏｒｍｓｏｆＦＭＴａｎｄＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ２干扰分析２．１ＰＳＤ干扰表采用文献［１１－１２］提出的已有ＰＳＤ分析方法研究ＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ和ＦＭＴ共存信号干扰值。在ＦＢＭＣ系统中，由于原型滤波器设计不同，频谱带外泄露存在差异。ＰＳＤ分析主要计算的就是每个子载波带外泄露对相邻频段的单一子载波的溢出能量，如图２所示，不同距离子载波造成相邻频带干扰也不同。图２一个ＦＢＭＣ子载波对相邻子载波的干扰示意图Ｆｉｇ．２ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｏｆｏｎｅＦＢＭＣｓｕｂｃａｒｒｉｅｒｔｏａｄｊａｃｅｎｔｓｕｂｃａｒｒｉｅｒｓ这里分析波形之间ＰＳＤ溢出的能量，不同的子载波之间的归一化干扰［２４］定义为Ｉ（ｌ）＝∫（ｌ＋１／２）Δｆ（ｉ－１／２）ΔｆＰ（ｆ）ｄｆ（１）式中，ｌ为相邻子载波间隔数；Δｆ为子载波间隔；Ｐ（ｆ）为所考虑的不同波形调制的ＰＳＤ函数。ＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ和ＦＭＴ系统的归一化ＰＳＤ［２５－２７］表达式分别为ＰＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ＝（ＨＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ（ｆ））２（２）ＰＦＭＴ＝（ＨＦＭＴ（ｆ））２（３）式中，ＨＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ是ＰＨＹＤＡＹＳ滤波器频率响应，表示为ＨＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ（ｆ）＝∑ｋ＝（Ｋ－１）ｋ＝－（Ｋ－１）ｈｋｓｉｎπｆ－ｋ（
为６ＦＦＴｂｉｎｓ。针对ＦＭＴ和ＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ波形在相邻频带的共存问题，通过设置足够的保护带宽度，能够有效消除波形之间的干扰。但图３所示ＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ和ＦＭＴ系统的频谱在相邻频段存在混叠，即６ＦＦＴｂｉｎｓ为保护间隔不足的配置。两个系统的干扰主要是由相邻子载波产生，即ＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ系统第８子载波和ＦＭＴ系统第１子载波产生干扰。为了数值化分析两个系统在相邻频段的影响，在快速卷积平台上分别构建如图４所示的单载波示意图。ＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ和ＦＭＴ均按快速卷积子信道滤波器规则，采用固定的过渡带系数配置［２９］。通过调整两个单载波系统的保护间隔，可以记录各系统侧子载波的频点ＰＳＤ变化值，从而指导过渡带系数的优化配置。图３ＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ和ＦＭＴ保护间隔设置为６ＦＦＴｂｉｎｓ的ＰＳＤＦｉｇ．３ＳｐｅｃｔｒｕｍｏｆＰＳＤｗｉｔｈｇｕａｒｄｉｎｔｅｒｖａｌｓｅｔｔｏ６ＦＦＴｂｉｎｓｆｏｒＦＢＭＣ／ＯＱＡＭａｎｄＦＭＴ图４单载波ＦＢＭＣ／ＯＱＡＭ和ＦＭＴ系统Ｆｉｇ．４Ｓｉｎｇｌｅ－ｃａｒｒｉｅｒＦＢＭＣ／ＯＱＡＭａｎｄＦＭＴｓｙｓｔｅｍｓ表２为ＦＭＴ侧记录数据，在设置不同的保护间隔时，ＦＭＴＰＳＤ的边缘每个频点的值不同程度增大。在保护间隔ＦＦＴｂｉｎｓ值分别为０和１０时，边缘第１频点位置相差了－３１．９ｄＢ。当保护间隔越大时，边缘叠加值越小。当保护间隔越小时，频点的值递增幅度越大。可见，对ＦＭＴ系统
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