1、濾波器組多載波技術(shù)濾波器組多載波技術(shù)也被稱為FBMC技術(shù)，是基于濾波器組的多載波技術(shù)的縮寫。 其技術(shù)本身可以有效地解決頻譜效率問題、多徑衰落問題。 FBMC技術(shù)具有很強(qiáng)的抗噪能力，可以有效地滿足一些高速率通信需求，保證信號的接收效果。 作為下一代的核心技術(shù)，F(xiàn)BMC技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)，更能適應(yīng)下一代帶寬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。 然而，在FBMC技術(shù)的應(yīng)用過程中，采用時域非矩形脈沖形式以提高整體通信性能，但在其技術(shù)應(yīng)用過程中實(shí)現(xiàn)諸如均衡技術(shù)、信道估計(jì)、同步技術(shù)和高速算法等技術(shù)的難度也增加了。 在FBMC技術(shù)的應(yīng)用過程中，進(jìn)一步研究了5G通信技術(shù)濾波器組的實(shí)現(xiàn)算法。多載波通信使用多個載波信號來首先將

2、高速數(shù)據(jù)流分割成多個并行的子數(shù)據(jù)流，降低每個子數(shù)據(jù)流的傳輸速率以在這些子數(shù)據(jù)流中調(diào)制各自的子載波信號。 因?yàn)樵趥鬏斶^程中，數(shù)據(jù)速率相對低并且碼元周期長，所以只要延遲擴(kuò)展和碼元周期的比率小于一特定的值，就可以解決碼間干擾問題。 多載波調(diào)制通過信道多路徑延遲引起的時間分散靈敏度不強(qiáng)，因此多載波傳輸方式可以在復(fù)雜的無線環(huán)境下為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號提供有效的保護(hù)。OFDM作為最常用的濾波器組多載波技術(shù)，在理論上和應(yīng)用上都已經(jīng)成熟，但在時變信道下子帶之間的脆弱正交性嚴(yán)重引起了性能下降，需要研究非矩形脈沖成形的多載波技術(shù)，因此濾波器組多載波理論再次引起學(xué)界的關(guān)注FBMC屬于頻分多路復(fù)用技術(shù)，其通過由一組濾波器分割

3、信道的頻譜來實(shí)現(xiàn)信道的頻率多路復(fù)用。 將當(dāng)前濾波器組多載波系統(tǒng)分類，以獲得馀弦調(diào)制多頻技術(shù)、離散小波多語音調(diào)制技術(shù)、基于偏移正交幅度調(diào)制(OQAM )的OFDM技術(shù)和復(fù)指數(shù)調(diào)制濾波器組技術(shù)FBMC系統(tǒng)如圖2所示，由發(fā)送側(cè)集成濾波器和接收側(cè)分析濾波器構(gòu)成。 分析濾波器組將輸入信號分解為多個子帶信號，合成濾波器組合成各子帶信號，并重構(gòu)輸出。 由此可知，分析濾波器組和綜合濾波器組是相互相反的結(jié)構(gòu)。 分析濾波器組和綜合濾波器組的核心結(jié)構(gòu)都是原型濾波器，該濾波器組的其它濾波器通過基于原型濾波器的頻率偏移而獲得。 分析濾波器組和綜合濾波器組的原型函數(shù)彼此是共軛和時間反轉(zhuǎn)。 分析濾波器組和集成濾波器組的數(shù)學(xué)

4、公式如下。根據(jù)濾波器組的知識，濾波器組的時域矩陣描述可將濾波器組與信號變換分析聯(lián)系，OFDM系統(tǒng)通常基于DFT /IDFT變換來實(shí)施調(diào)制和解調(diào)，實(shí)際上，圖1如圖3所示圖3是3 OFDM系統(tǒng)的濾波器組配置框圖這里是IDFT:圖3完全說明基于濾波器組的OFDM調(diào)制/解調(diào)系統(tǒng)，其中，所發(fā)送的信號首先經(jīng)串并轉(zhuǎn)換，首先通過一個IDFT模塊和集成濾波器組調(diào)制到每一個子載波上，然后經(jīng)并串轉(zhuǎn)換，最后是數(shù)字/模擬接收側(cè)是發(fā)送側(cè)的反過程。FBMC在5G系統(tǒng)中的應(yīng)用從頻譜效率、對抗多路徑衰落和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性等方面的優(yōu)勢出發(fā)，OFDM (正交頻分復(fù)用)技術(shù)涉及各種無線通信系統(tǒng)，例如WiMaX、LTE和lt 例如，循環(huán)前綴

5、需要插入，循環(huán)前綴對引起無線資源的浪費(fèi)的載波頻率偏移的敏感性高，并且具有高峰值平均比，每個子載波必須具有相同的帶寬， 頻譜使用的靈活性受到限制，例如必須在每個子載波之間維持同步且必須在每個子載波之間維持正交。 另外，由于OFDM技術(shù)采用方波作為基帶波形，因此，當(dāng)載波旁瓣變大并且不能精確地確保每個載波的同步時，相鄰載波之間的干擾變大。 5G系統(tǒng)需要支持高數(shù)據(jù)速率，因此可能需要高達(dá)1 GHz的帶寬。 但是，在某些低頻帶上獲得連續(xù)的寬帶頻譜資源是困難的，在這些頻帶中，在一些無線傳輸系統(tǒng)，諸如電視系統(tǒng)中存在未使用的頻譜資源(空頻譜)。 但是，這些空白頻譜的位置可以不連續(xù)，并且可以不一定具有相同的可用帶

6、寬，因此使用OFDM技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)這些可用頻譜的使用。 靈活有效地利用這些空白頻譜是5G系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要問題。為了解決這些問題，尋求其他多運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)方案引起了研究者的關(guān)注。 其中，基于濾波器組的多載波(FBMC，filter-bank based multicarrier )的實(shí)現(xiàn)方案被認(rèn)為是解決上述問題的有效手段，中國學(xué)者最早應(yīng)用于國家863計(jì)劃后的3G測試系統(tǒng)。 濾波器組技術(shù)起源于1970年代，開始關(guān)注于1980年代，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于圖像處理、雷達(dá)信號處理、通信信號處理等多種領(lǐng)域。 在基于濾波器組的多載波技術(shù)中，發(fā)送側(cè)通過合成濾波器組來實(shí)現(xiàn)多載波調(diào)制，接收側(cè)通過分析濾波器組來實(shí)現(xiàn)多載波解調(diào)。 合

7、成濾波器組和分析濾波器組由并行的成員濾波器組構(gòu)成，各成員濾波器是由原型濾波器進(jìn)行載波調(diào)制的調(diào)制濾波器。 與OFDM技術(shù)不同，由于FBMC可以根據(jù)需要來設(shè)計(jì)原型濾波器的沖激響應(yīng)和頻率響應(yīng)，因此每一個載波之間不是正交的，并且載波帶寬的設(shè)置與各子載波之間的重疊的程度很靈活由于相鄰子載波之間的干擾可以靈活地控制，并且可以容易地使用一些零散頻譜資源的各子載波之間不需要同步，并且可以在各資源載波上單獨(dú)處理同步、信道估計(jì)、檢測等，因此，特別是對于難以在各用戶之間進(jìn)行精確同步的上行鏈路是有用的。 但是，因?yàn)楦鬏d波之間不相互正交，所以如果采用在子載波之間存在干擾的非矩形波形，則必須通過在符號之間存在時域干擾并采

8、用某些技術(shù)來去除干擾。FBMC技術(shù)作為5G系統(tǒng)多載波方式的重要選擇，受到越來越多的研究的關(guān)注。 由于在FBMC技術(shù)中要求特性的多載波的性能取決于原型濾波器的設(shè)計(jì)和調(diào)制濾波器的設(shè)計(jì)，所以，原型濾波器的長度遠(yuǎn)大于子信道的數(shù)目，以滿足特定的頻率響應(yīng)要求，它的復(fù)雜度高，并迅速地實(shí)現(xiàn)滿足5G要求的濾波器組因此發(fā)展?jié)M足5G要求的濾波器組的快速實(shí)現(xiàn)算法是FBMC技術(shù)的重要研究內(nèi)容。5G系統(tǒng)可能需要高達(dá)1GHz的帶寬以支持高數(shù)據(jù)速率的需要。 但是，在某些低頻帶上難以獲得連續(xù)的寬帶頻譜資源，在某些無線傳輸系統(tǒng)中有未使用的頻譜資源(空白頻譜)。 但是，這些空白頻譜的位置可以不連續(xù)，并且可以不一定具有相同的可用帶寬，并且難以使用OFDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)這些可用頻譜的使用。 FBMC方案被認(rèn)為是解決問題的有效手段。由于在FBMC中，樣機(jī)濾波器的沖激響應(yīng)和頻率響應(yīng)可以根據(jù)需要而設(shè)計(jì)，因此，每個載波之間可能不正交，CP可以被設(shè)置為無需插入CP的每個子載波帶寬，并且子載波之間的重疊程度可以被靈活地控制在易于使用若干分散譜