编辑推荐:
本文聚焦 5G 毫米波(Mmwave,30-300 GHz)通信,针对 60 GHz 以上频段存在的峰均比(PAPR)、相位噪声等射频损伤,探讨在多输入多输出滤波器组多载波(MIMO FBMC)系统中,利用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter)技术降低相位噪声的方法,助力高速低延迟通信需求。
下一代移动网络对通信性能提出了更高要求,需具备数百倍的传输速度,并满足更大流量密度、低延迟、高连接密度、高容量与可靠性、高数据速率以及超高移动性等需求,在高清视频、虚拟现实与增强现实、在线游戏和云桌面等领域有广泛应用前景。在此背景下,毫米波(Mmwave,频率范围 30-300 GHz)被应用于第五代移动网络(5G)。
当频率使用超过 60 GHz 时,该频段会受到射频损伤的影响,如峰均比(PAPR)、相位噪声、非线性以及相位和正交定时失配(IQTM)等。其中,相位噪声会对信号的相位精度产生干扰,进而影响通信系统的性能,因此降低相位噪声成为提升毫米波通信质量的关键问题之一。
多输入多输出(MIMO)技术通过在发射端和接收端使用多根天线,能够显著提高通信系统的频谱效率和可靠性;滤波器组多载波(FBMC)系统则具有良好的频谱利用率和抗干扰能力,二者结合的 MIMO FBMC 系统在毫米波通信中具有重要的应用价值。
为解决 MIMO FBMC 系统中的相位噪声问题,本文提出使用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter)技术来实现相位噪声的降低。扩展卡尔曼滤波是一种基于非线性系统的状态估计方法,能够在存在噪声和不确定性的情况下,对系统的状态进行最优估计。通过将相位噪声建模为系统的状态变量,并利用扩展卡尔曼滤波算法对其进行估计和补偿,可以有效地抑制相位噪声对通信信号的影响。
综上所述,本文针对 5G 毫米波通信中 MIMO FBMC 系统面临的相位噪声问题,提出了基于扩展卡尔曼滤波技术的解决方案,为提升毫米波通信系统的性能提供了有价值的参考。