第2章 FBMC/OQAM基本原理及仿真分析

本章将首先对传统的CP-OFDM系统原理进行回顾，然后引出FBMC/OQAM系统，介绍FBMC/OQAM系统原理和实现方法。由于FBMC/OQAM系统对比CP-OFDM系统的优势很大程度是因为采用了具有良好时频特性的滤波器组，故在本章下半部分将对几种经典的滤波器性能进行分析。最后，在高斯信道下仿真对比不同调制下FBMC/OQAM系统和CP-OFDM系统的误码性能。

OFDM是一种高效的无线通信技术。它被广泛地应用在当今的各种有线和无线通信标准中，如VDSL、DAB、WLAN、WiMAX、3G LTE和4G等标准，甚至下一代无线通信系统也将部分地基于OFDM技术。实际应用中最经典和常用的OFDM是指采用基带正交幅度调制和矩形脉冲的OFDM/QAM。在一个不存在频偏的理想信道中，载波间干扰（Inter-Carrier Interference，ICI）可以通过子载波的正交来克服，而由多径传播导致的符号间干扰（Inter-Symbol Interference，ISI）可以通过在OFDM中增加比系统最长时间色散更长的循环前缀（Cyclic Prefix，CP）来消除，但使用CP会导致频谱效率降低和功耗增加，并且OFDM信号还存在旁瓣过高的问题。为了实现更高的频谱利用率并联合降低ISI/ICI，基于滤波器组的多载波偏移正交幅度调制（FBMC/OQAM）进入了研究人员的视野。FBMC/OQAM可以提供更低的信号旁瓣，通过引入良好的时频特性滤波器可以在不需要CP的情况下同时具有抗ISI/ICI能力，同时它还具有更高的频谱利用率和有效发射功率。目前，FBMC/OQAM已成为5GNOW项目、欧洲的PHYDYAS（Physical Layer for Dynamic Spectrum Access and Cognitive Radio）项目及METIS（Mobile and Wireless Communications Enablers for the 2020 Information Society）项目等[8～10]的研究热点，并被我国IMT-2020（5G）推进组列为5G无线传输技术备选方案之一。