超奈奎斯特非正交频分复用信号的信道容量极限

超奈奎斯特（FTN）信号因其更小的脉冲间隔或更窄的子载波间隔，相比奈奎斯特信号能实现更高的频谱效率和信道容量。香农极限通常定义了奈奎斯特信号的信道容量上界。据我们所知，本文首次给出了 FTN 非正交频分复用（NOFDM）信号容量极限的数学表达式。该数学表达式表明，FTN NOFDM 信号有潜力达到比奈奎斯特信号更高的容量极限。本文以基于分数余弦变换的 NOFDM（FrCT-NOFDM）为例，阐述 FTN NOFDM 的原理。FrCT-NOFDM 被首次提出，并通过仿真与实验实现。当 FrCT-NOFDM 的带宽压缩因子 $\alpha$ 设为 $0.8$ 时，子载波间隔等于每子载波符号速率的 $40\%$，因此传输速率比奈奎斯特速率快约 $25\%$。具有更高容量的 FTN NOFDM 在未来通信系统中，特别是在带宽受限的应用场景下，将极具前景。