30、5G多载波调制技术：原型滤波器、功率谱密度和误码率性能

5G多载波调制技术：原型滤波器、功率谱密度和误码率性能

1. 引言

正交频分复用（OFDM）与第五代移动通信（5G）利用FENTO和PICO小区实现了高度的频率复用。5G无线通信系统（WCS）架构的主要目标是简化设计。随着连接数量的迅速增长，以及对降低系统架构复杂性和成本的需求，需要采用一种替代形式。大规模多输入多输出（mMIMO）系统、大规模机器类型通信、增强型移动宽带以及超可靠低延迟通信，已成为5G WCS的重要通信类型。

从物理层的角度来看，高效的频谱切片对于满足5G的多种需求起着关键作用。因此，5G WCS面临的一个关键挑战是需要一种新的候选波形。长期演进（LTE）和高级长期演进（LTE - A）采用了循环前缀正交频分复用（CP - OFDM）作为候选波形。然而，随着对高带宽、连接大量设备、低延迟、高频谱效率和更高数据速率的新应用需求不断增加，促使人们选择能够满足这些需求的新候选波形。本文主要关注与CP - OFDM相比的新候选波形，如滤波正交频分复用（F - OFDM）、滤波器组多载波（FBMC）、通用滤波多载波（UFMC）和广义频分复用（GFDM）。

2. 5G候选波形系统模型

2.1 多载波调制技术设计因素

多载波调制技术的设计取决于频谱约束倾向、硬件限制和传播信道。现有多载波调制技术存在的问题如下表所示：
|问题参数|原因|
| ---- | ---- |
|设计复杂性|为适应5G应用，需要复杂的收发器|
|鲁棒性|抵御硬件和软件损伤|
|频谱效率|将更宽的带宽划分为更小的带宽，以提供更高的数据速率|
|时间定位|能够高效使用低延迟的时分双工（TDD）| <