采用新波形技術(shù)的LTE系統(tǒng)可以滿足未來5G業(yè)務(wù)需求？摘要：將F(filter)-OFDM的框架應(yīng)用在傳統(tǒng)的LTE系統(tǒng)上。利用該新的波形技術(shù)，LTE系統(tǒng)可以支持更加靈活的參數(shù)配置，滿足未來5G豐富的業(yè)務(wù)需求。通過發(fā)射機子帶濾波器的設(shè)計，相鄰子帶間的帶外泄漏(OOB)可以被大幅度抑制。接收機采用匹配濾波機制實現(xiàn)各個子帶的解耦。最后通過實驗仿真，比較OFDM系統(tǒng)和F-OFDM系統(tǒng)的誤塊率(BLER)性能，可以看到當(dāng)存在鄰帶干擾時，后者通過子帶濾波器對干擾的抑制，系統(tǒng)性能明顯優(yōu)于前者。

0引言正交頻分復(fù)用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)憑借其實現(xiàn)簡單、抗多徑衰落能力強、抗碼間干擾能力強等諸多優(yōu)點，已經(jīng)在4GLTE系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用[1]。但由于OFDM空口技術(shù)在整個系統(tǒng)帶寬上只支持一種固定的參數(shù)配置，如循環(huán)前綴(CyclicPrefix，CP)長度、子載波間隔、FFT點數(shù)等，且矩形脈沖頻率響應(yīng)的旁瓣較大，衰減緩慢，導(dǎo)致OFDM系統(tǒng)具有對頻率偏差敏感、頻譜泄漏高、帶外干擾大等諸多缺點，使其在未來無線通信中的應(yīng)用受到了嚴重的限制[2]。5G支持豐富的業(yè)務(wù)場景，每種業(yè)務(wù)場景對波形參數(shù)的需求各不相同，能夠根據(jù)業(yè)務(wù)場景來動態(tài)地選擇和配置波形參數(shù)，同時又能兼顧傳統(tǒng)OFDM的優(yōu)點，是對5G基礎(chǔ)波形的必然要求。Filter-OFDM，基于子帶濾波的OFDM，就是能滿足5G需求的波形技術(shù)。該技術(shù)將系統(tǒng)劃分為若干個子帶，子帶之間只存在極低的保護帶開銷，各個子帶可以根據(jù)實際的業(yè)務(wù)場景來配置不同的波形參數(shù)，支持5G對動態(tài)軟空口的靈活需求。1F-OFDM系統(tǒng)模型F-OFDM系統(tǒng)簡化模型如圖1所示。與傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)相比，F(xiàn)-OFDM將整個頻帶劃分為多個子帶，在收發(fā)兩端均增加了子帶濾波器。每個子帶可根據(jù)實際的業(yè)務(wù)需求來配置不同的波形參數(shù)，如子載波間隔、CP長度、FFT點數(shù)等。發(fā)送端各個子帶的數(shù)據(jù)通過子載波編號后映射到不同的子載波上，并經(jīng)子帶濾波器進行濾波，抑制鄰帶頻譜泄漏帶來的干擾。接收端采用匹配濾波器實現(xiàn)各子帶數(shù)據(jù)的解耦。為了簡化分析，本文只考慮兩個子帶的情況。2算法設(shè)計2.1兩個子帶的資源映射設(shè)計由于兩個子帶的數(shù)據(jù)是獨立生成，為了保證采樣率一致，需要針對不同的子帶采用不同的時頻資源映射方案。表1中給出了兩個子帶的基本波形參數(shù)配置。對于子帶1，采用標準的LTE協(xié)議來進行參數(shù)配置，其資源映射也按照標準協(xié)議來進行[3]。在一個資源塊(ResourceBlock，RB)中，參考信號位置如圖2所示。子帶1的子載波間隔為15kHz，每個RB包含12個子載波，其采樣率為：子帶2的時頻資源映射參考具有標準協(xié)議的子帶1來進行，在一個RB中，參考信號位置如圖3所示。子帶2的子載波間隔為30kHz，每個RB包含6個子載波，其采樣率為：這樣兩個子帶的采樣率保持一致。2.2子載波映射兩個不同配置的子帶同時傳輸數(shù)據(jù)，為了在接收端進行正確的解耦，需要把整個頻帶的所有子載波進行統(tǒng)一編號，并把兩個子帶的數(shù)據(jù)映射到不同編號的子載波上，使其在頻域分開。若子帶1作數(shù)據(jù)映射的子載波數(shù)量為M1，在所有2048個子載波中的編號為[KminKmax]，其中Kmin和Kmax的取值為[-1023，1024]范圍內(nèi)的整數(shù)。同時，以子帶1的子載波間隔(15kHz)為間距的保護子載波數(shù)量為N1。并假設(shè)子帶2作數(shù)據(jù)映射的子載波總數(shù)為M2，以子