5G新空口中谱增强CP-OFDM波形的频域信号处理
摘要
正交频分复用（orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM）已被选为第五代新空口（5G-NR）波形开发的基础。然而，在各种先进传输场景中，需要有效的信号处理工具来增强OFDM频谱。在前期工作中，我们已表明快速卷积（fast-convolution, FC）处理是一种非常灵活且高效的滤波OFDM信号生成与接收端子带滤波工具，例如用于5G-NR的混合参数（mixed-numerology）场景。FC滤波通过基于快速傅里叶变换（fast Fourier transform, FFT）的部分重叠处理块的有效循环卷积来近似线性卷积。然而，采用固定块长和固定重叠的连续重叠保留（overlap-and-save）与重叠相加（overlap-and-add）处理模型时，FC处理块无法与传输帧的所有OFDM符号对齐。此外，5G-NR参数不允许使用短于128的变换长度，因为那会导致非整数循环前缀（cyclic prefix, CP）长度。本文提出新的FC处理方案以解决上述局限。这些方案基于动态调整重叠周期并外推CP样本，使得FC块能与每个OFDM符号对齐，即便在可变CP长度情况下亦可。这降低了复杂度和时延，例如在迷你时隙（mini-slot）传输中，并作为示例允许在12子载波宽子带分配时使用16点变换，大幅降低实现复杂度。在接收端，所提方案可有效组合FC滤波OFDM处理中级联的逆FFT与正FFT单元。利用变换分解简化这些计算。本文还提供了关于无线链路性能及相关处理复杂度的非常广泛的数值结果集。
引用
@article{arxiv.2008.00672,
title = {Frequency-Domain Signal Processing for Spectrally-Enhanced CP-OFDM Waveforms in 5G New Radio},
author = {Juha Yli-Kaakinen and AlaaEddin Loulou and Toni Levanen and Kari Pajukoski and Arto Palin and Markku Renfors and Mikko Valkama},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.00672},
year = {2024}
}
备注
This work has been submitted to the IEEE Transactions on Wireless Communications for possible publication