5G毫米波硬件损伤对波形的影响及补偿方法

摘要

毫米波通信是5G的关键技术之一,由于频率高、硬件制造难,导致毫米波射频硬件存在严重损伤.毫米波射频硬件损伤主要包括功率放大器非线性、相位噪声、I/Q不平衡、采样抖动、采样频率偏移、载波频率偏移、天线损伤等.主要研究功率放大器非线性、相位噪声以及I/Q不平衡3种射频硬件损伤模型以及对正交频分复用(orthog-onal frequency division multiplexing,OFDM),通用滤波多载波(universal filtered multi-carrier,UFMC),滤波正交频分复用(filtered orthogonal frequency division multiplexing,F-OFDM)和加权叠加正交频分复用(cycle prefix orthogonal fre-quency division multiplexing with weighted overlap and add,WOLA)波形的影响,分别提出射频硬件损伤的补偿方法.利用迭代消除算法消除功率放大器非线性损伤,采用5G标准中定义的相位追踪参考信号对相位噪声进行补偿,采用最小均方(least mean square,LMS)算法估计I/Q不平衡因子并进行补偿.仿真结果表明,F-OFDM抵抗毫米波射频硬件损伤的能力优于其他3种波形,OFDM和UFMC的性能相近,WOLA的性能最差.