FDSS調制技術研究

辛雨 黃琛

【摘 要】首先介紹了FDSS調制技術降低峰均比（PAPR）的基本原理，然后設計了在5G上行DFT-S-OFDM波形上采用透明和非透明兩種FDSS技術方案。通過仿真得出，這兩種FDSS技術方案都可以有效降低π/2-BPSK調制的DFT-S-OFDM波形信號的PAPR，因此可以提高信號的發射功率，進而提升系統解調性能。

【關鍵詞】頻域賦形；峰均比；π/2-BPSK調制；DFT-S-OFDM波形；發射功率

Research on FDSS Modulation Technique

XIN Yu， HUANG Chen

[Abstract] In order to reduce the signal PAPR to meet some technical requirements for 5G， the basic principle of FDSS modulation technique to reduce PAPR was introduced firstly. Then， two schemes of FDSS including the transparent mode and the non-transparent mode were designed on 5G uplink DFT-S-OFDM waveform. Simulation results show that the two FDSS schemes can effectively reduce the PAPR of DFT-S-OFDM waveform signals modulated by π/2-BPSK. In conclusion， the two schemes not only increase the signal transmission power but also improve the system demodulation performance.

[Key words]FDSS； PAPR； π/2-BPSK modulation； DFT-S-OFDM waveform； transmission power

1 引言

為了滿足未來增加的通信業務需求，5G系統將引入物聯網驅動的新設備種類和新業務類型，如mMTC（massive Machine Type Connection，海量機器類型通信接入）場景，其特點是海量低成本設備、小包、稀發性的數據接入，其波形需要支持這些特征的需求，希望信號波形的PAPR（Peak Average Power Ratio，峰均比）盡量低。信號波形的PAPR越低意味著更高的PA（Power Amplifier，功率放大器）效率，進而意味著更低的功耗和成本（有的低成本終端希望電池續航時間為10年）。此外，高頻場景（>40 GHz）是未來5G的重要場景，也是未來超寬頻譜利用的重要頻段，其波形需要應對更高的相位噪聲、多普勒頻偏、傳輸損耗以及更低的PA效率等挑戰。因此，低PAPR特性的波形對于高頻場景也很重要。

目前3GPP正在研究的5G移動通信標準上行支持DFT-S-OFDM（Discrete Fourier Transmission-Single Carrier-Orthogonal Frequency Division Multiplexing，離散傅里葉變換單載波正交頻分復用）波形，并支持PAPR比較低的π/2-BPSK調制方式，但是仍然很難滿足5G信號更低PAPR需求的應用場景。因此有必要研究進一步降低PAPR的調制技術。

本文先介紹了FDSS（Frequency Domain Spectrum Shaping，頻域賦形）調制技術降低PAPR的基本原理，然后設計了在5G上行DFT-S-OFDM波形上采用兩種FDSS技術方案，隨后給出了仿真及分析。

2 FDSS技術原理介紹

一組離散時域數據信號經過數模轉換模塊DAC后輸出的模擬連續信號的峰均比與該組離散時域數據之間的相關性有一定的關系。……