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近年来,基于5G通信时代对移动终端高连接效率的需求,新一代无线空口波形技术——滤波的正交频分复用(Filtered Orthogonal Frequency Division Multiplexing,F-OFDM)引起了业界的重点关注。与传统的OFDM系统相比,FOFDM系统具有高带宽利用率、强自适应性、抑制带外泄露等优点。然而,F-OFDM系统具有较高的复杂度,这将在很大程度上限制5G通信的实现。因此,本论文主要从多带滤波器组的优化设计、自适应传输等方面对基于F-OFDM系统进行研究,具体包括以下方面:首先介绍了F-OFDM系统基带信号传输流程,接着对比分析了F-OFDM系统和传统OFDM系统之间的区别和联系,因为F-OFDM系统能够根据业务需求灵活地配置子载波间隔、保护间隔长度、FFT长度、调制方式等波形参数,本文给出了基于双子带的时频资源分配方案。针对F-OFDM系统的抗载波频偏干扰、波形参数配置、带外泄漏程度等性能进行仿真分析,总结F-OFDM系统作为新一代候选空口波形中的具体特点。F-OFDM系统的关键在于多带滤波器组的设计,本文根据具体的阻带衰减、重建误差等要求设计了基于余弦调制技术的多带滤波器组,该滤波器组设计方案基于Remez算法进行原型滤波器的设计,有着较低的带外泄漏和较低的阻带衰减,并基于余弦调制方式设计了能根据用户需求灵活配置的均匀子带滤波器组(Uniform Filter Bank,UFB)和非均匀子带滤波器组(Non Uniform Filter Bank,NUFB),通过仿真分析发现两种多带滤波器组中接收端信号相较于发送端能实现近似完全重建。其次,为了达到F-OFDM系统自适应传输的目标,本文对本系统在传输中存在载波频偏干扰的情况进行研究,推导出频偏干扰对系统多子带间带外泄漏程度的影响,并根据推导结果进行子带滤波器组的优化设计,力求最大程度降低带外泄漏,同时考虑多通道衰落程度的不同对子带进行基于VS-NLMS算法的F-OFDM系统自适应均衡以补偿信道和噪声干扰,仿真结果表明,经过自适应均衡的F-OFDM系统可靠性得到改善。在已经完成的F-OFDM系统理论基础上,通过Xilinx 7000系列ZC706开发板与AD9361射频收发模块在Vivado开发环境中进行FPGA的开发设计。本文主要介绍了两部分的开发设计,首先,多带滤波器组部分由硬件描述语言Verilog和ZC706在Vivado平台上的IP核共同开发完成,发射端综合滤波器通过插值器提高传输速率,接收端分析滤波器通过下采样恢复数据。其次,F-OFDM系统的射频收发部分则由ZC706开发板与AD9361模块共同实现,ZC706负责实现数据流从PC端到FPGA板卡的传输,AD9361模块接收ZC706的数据流并上变频发送到无线信道中传输。经过试验验证,整个FPGA设计能完成在无线信道下数据包结构的发送和接收,基本满足传输需求。