13、基于混合波形的5G及未来灵活通信技术

基于混合波形的5G及未来灵活通信技术

1 引言

在未来通信技术的发展中，正交频分复用（OFDM）虽然仍是主流标准，但面临着高峰均功率比（PAPR）、带外辐射（OOBE）以及自身安全性等问题。这些问题严重限制了OFDM在5G及未来通信中的应用。为了解决这些问题，人们提出了多种改进方法，旨在创造一种低PAPR、频谱局部化且安全的波形。

2 OFDM面临的问题

2.1 高PAPR和OOBE

OFDM的高PAPR对硬件质量提出了严格要求，导致调制解调器价格上升，同时限制了通信范围和电池寿命。而其糟糕的OOBE特性则限制了频谱效率和潜在应用。

2.2 安全性问题

由于循环前缀（CP）的自相关特性，OFDM波形存在固有的安全隐患。

3 频谱局部化OFDM技术

3.1 早期技术

早期的频谱局部化技术存在一些缺点，如需要分配资源来实现这些方法，并将能量限制在这些资源内；或者在接收器端进行复杂操作以消除这些方法的影响，但通常会导致接收性能下降。

3.2 下一代“对齐”算法

下一代算法采用了一种特殊的转录技术，即“对齐”。该技术在发射端覆盖整个频谱 - 时间资源网格，通过修改所有项来提供更好的性能。在接收端，经过相对简单的操作（如通过滤波器）或信号通过信道本身后，信号会对齐到指定区域。一旦信号对齐到预定义的频谱 - 时间资源，这些元素将被丢弃，而信息承载元素的接收性能不受影响。

3.3 具体技术方法

3.3.1 自适应符号过渡OFDM（AST - OFDM）