5G波形中FBMC、UFMC、OFDM的PAPR降低技术研究

为了应对5G中对高数据传输速率、高可靠性和低延迟的挑战，正交频分复用(OFDM)、滤波器组多载波(FBMC)和通用滤波器多载波(UFMC)等波形技术被提出，它们各有优势和应用场景。而峰值到平均功率比(PAPR)是这些波形技术中一个重要的技术参数，它直接关系到发射机的功率放大器效率。因此，针对PAPR的降低方案成为了研究的重点。 OFDM是目前广泛应用的波形技术之一，但其较大的PAPR值是其主要缺陷之一，导致功率放大器的效率降低。为了降低OFDM信号的PAPR，研究者们提出了多种技术，如削波(clipping)、选位映射(selected mapping, SLM)、部分传输序列(partitioned transmission sequence, PTS)等。削波技术通过限制信号的峰值来减小PAPR，但会引入失真和增加带外辐射；SLM技术通过将原始数据通过不同的相位旋转因子进行变换，然后选择PAPR最小的信号进行传输；PTS技术则是将OFDM信号分成若干子块，各子块进行加权求和后再进行逆傅里叶变换，通过调整子块的加权因子来控制PAPR。 FBMC技术被认为是后4G/5G通信系统中一个有前途的候选者，其通过在子载波上应用更复杂的滤波器来改善频谱效率和减少带外辐射。FBMC技术的主要挑战之一同样是PAPR问题，针对FBMC的PAPR降低技术也在不断被研究与开发。 UFMC是一种较新的波形设计，它结合了OFDM和FBMC的优点，旨在提供高效率的频谱使用和较低的复杂度。UFMC同样需要有效的PAPR降低方案，以满足实际应用需求。 在上述提到的压缩包子文件中，我们可以看到包含了多个与OFDM、FBMC、UFMC波形技术中PAPR降低技术相关的文件名。例如，"ofdmwithclipping.m" 显然指向的是一个使用削波技术降低OFDM信号PAPR的Matlab脚本。"tone_reservation.m" 则可能是一个实施了频域保留技术的脚本，这是一种通过在频域中预留一部分子载波不传输数据来降低PAPR的技术。"slmwithpr.m" 可能涉及到结合了SLM技术和频域保留技术的PAPR降低方法。"OFDM_PTS.m" 和 "selected_mapping.m" 可能分别代表了PTS和SLM技术在Matlab中的实现。"OFDM_SLM.m" 显然关联于OFDM中使用的SLM方法。而"OFDM with PAPR reduction" 则可能是关于OFDM信号PAPR降低方案的综合性介绍或实验设计。 综上所述，针对5G波形技术中的OFDM、FBMC、UFMC的PAPR降低技术研究，能够有效提高无线通信系统的性能，降低系统的能耗，是当前通信领域的一个研究热点。"