A Unified Spectrum Formulation for OFDM, FBMC, and F-OFDM

Abstract

Although orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) has been standardized for 5G, filter bank multi-carrier (FBMC) and filtered orthogonal frequency division multiplexing (F-OFDM) remain competitive as candidates for future generations of wireless technologies beyond 5G, due to their reduced spectrum leakage and thus enhanced spectrum efficiency. In this article, we developed a unified spectrum expression for OFDM, FBMC, and F-OFDM, which provides comparative insights into those techniques. A representative sideband quantification is included at the end of this article.

Proposta de uma Função de Janela com Parâmetros Ajustáveis Baseada nos Polinômios de Jacobi com Aplicação no Sistema f-OFDM

“…A ideia principal do sistema OFDM utilizado em comunicações sem fio é dividir a largura de banda de transmissão em várias subportadoras ortogonais [9]. Um sinal OFDM geral pode ser representado como:…”

“…Existem diferentes variações do OFDM convencional. A fim de evitar Interferência Intersimbólica (ISI -Intersymbol Interference), um intervalo de guarda, como Prefixo Cíclico (CP -Cyclic Prefix) pode ser inserido entre símbolos OFDM [9].…”

“…Como resultado, apenas as subportadoras próximas às bordas são afetadas pelo filtro, uma vez que o filtro reduz a potência dos seus lóbulos laterais. Além disso, o sistema f-OFDM também fornece reduções significativas no uso da Banda de Guarda (GB -Guard Band), levando a uma utilização mais eficiente do espectro [5], [9], [15].…”

“…Nos últimos anos, as funções de janela tem sido constantemente descritas e aplicadas em trabalhos envolvendo sistemas de modulação ortogonal, como por exemplo, UFMC (Universal Filtered Multi-Carrier) e OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) [4]- [8]. De fato, estudos têm mostrado que algumas tecnologias de modulação para sistemas de comunicação sem fio de última geração podem apresentar baixa Emissão Fora de Banda (OOBE -Out-Of-Band Emission) do sinal transmitido quando comparadas à tecnologia OFDM convencional pelo fato de implantarem janelamento e/ou filtragem na forma de onda transmitida, como por exemplo, o sistema f-OFDM (filtered-OFDM) [5], [6], [9].…”

DPD with PAPR Suppression for F-OFDM Systems

“…In modern wireless communication systems, F-OFDM is a flexible multicarrier waveform developed on the basics of OFDM and exhibits low Out-of-Band (OOB) radiation [1]. However, high PAPR value will also generated in the F-OFDM system as in the OFDM system.…”