广义频分复用系统的滤波器参数估计和ICI消除研究

张 晗，李 浩，李 聪

(1.安徽工业大学电气与信息工程学院,安徽马鞍山243032；2.华南理工大学电子与信息学院,广东广州510641)

随着第五代移动通信(5th generation mobile networks，5G)的不断发展和逐步商用化，各种新型调制技术被广泛关注。正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)调制由于其技术的成熟性和抗多径衰落能力强等特点被选作5G调制中的主流技术，但其存在如对频率偏移、定时同步敏感、峰均功率比大、符号块结构不够灵活等不足。广义频分复用(generalized frequency division multiplexing，GFDM)作为5G的候选技术之一，近年一直成为研究的热点。

2009 年，Fettwei 等初次提出基于空白电视频段应用的GFDM 调制系统，发现GFDM 具有较低的峰值平均功率比(peak to average power ratio，PAPR)和超低的带外功率辐射，指出GFDM 系统由于其滤波器特性导致正交性丢失，即GFDM 是非正交系统。2011 年，Datta 等首次将串行干扰消除(serial interference cancellation，SIC)方法应用于GFDM，在加性高斯白噪声(additive white gaussian noise，AWGN)信道下，考虑正交相移键控(quadrature phase shift keying，QPSK)和十六进制正交振幅调制(quadrature amplitude modulation，QAM)两种情况，较好地消除了GFDM中的信道干扰(inter-channel interference，ICI)，但与正交频分复用技术(orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)相比，系统误码率有较大差距。2012年，Datta等提出一种双边的串行干扰消除(double-sided derial interference cancellation，DSIC)算法，在高斯白噪声(adaptive white gaussian noise，AWGN)信道下，通过仿真得出这种干扰消除算法可完全消除GFDM系统自身干扰，但计算复杂度变大。随后，Michailow等用矩阵形式给出GFDM系统发送端数据符号调制过程，推导出GFDM 3种线性接收机形式，即匹配接收(matched filtering，MF)、迫零接收(zero forcing，ZF)和最小均方误差接收(minimum mean square error，MMSE)，仿真结果表明：在AWGN信道下，MF性能最差，ZF其次，MMSE最优；在Rayleigh信道下，MF在信噪比较低时性能比ZF好，MMSE性能最优，但仍无法完全消除GFDM的内部干扰。冉超等将卡尔曼滤波与GFDM系统的ICI消除方法结合，验证了频偏值对GFDM系统误码率的影响。……