A variety of multi-carrier schemes called new-waveforms have been studied in order to make up for the weak points of cyclic prefix - orthogonal frequency division multiplexing (CP-OFDM). Due to its spectral efficiency and well-localized spectrum, a quadrature amplitude modulation based filter-bank multi-carrier (QAM-FBMC) is considered as one of the candidate for 5G mobile communications. In this paper, we describe the criterion for the well-designed filter and suggest the new one whose filter coefficients are composed of real number only. Simulation results show that the QAM-FBMC systems are superior to the spectral efficiency compared to CP-OFDM. Moreover, a new designed filter shows the improvement of the performance in comparison with the conventional QAM-FBMC systems.
무선 통신 기술의 물리 계층에서 직교 주파수 분할 다중 방식 (OFDM)은 중요한 주제였다. 직교 주파수 분할 다중 방식은 간단한 구현과, 고속 전송, 다중 입출력 안테나 기술 (MIMO)과 같은 다른 기술들과의 결합 특성이 우수한 것이 장점이다. 이러한 장점에도 불구하고 사각파를 펄스형성 필터로 사용하여 생기는 대역외 방출과 데이터가 아닌 CP를 이용함으로써 생기는 자원 이용 비효율성의 단점이 있다. 새로운 파형 (New waveform)이라고 불리는 다양한 다중 반송파 전송 시스템이 직교 주파수 분할 다중 방식의 단점을 보완하기 위해 연구되고 있다. 그 중 필터뱅크 기반 다중 반송파 전송 시스템 (FBMC)은 우수한 주파수 효율과 스펙트럼의 제한 특성 때문에 5세대 통신을 위한 후보로 연구되고 있다. 기존에는 옵셋 직교 진폭 변조를 이용한 필터뱅크 기반 다중 반송파 전송 시스템의 연구가 주를 이루었고, 최근에 새로운 필터 설계 방법을 통해 직교 진폭 변조를 이용한 필터뱅크 기반 다중 반송파 전송 시스템의 이용이 연구 되기 시작했다.
본 논문에서는 직교 진폭 변조를 이용한 필터뱅크 기반 다중 반송파 시스템에서 우수한 필터 설계를 위한 기준을 자세히 서술하였다. 그 중 시간 영역의 지역성을 필터 설계의 새로운 기준으로 이용함으로써 다중 경로 페이딩 채널과 같은 실제 채널에서 보다 유리한 필터를 설계할 수 있음을 모의 실험과 결과를 통해 보였다. 실수 계수로 구성된 새로운 필터를 제안함으로써 구현 복잡도를 줄일 수 있음을 시사하였으며, 또한 간단한 알고리즘을 적용하여 필터뱅크 기반 다중 반송파 시스템의 내재된 간섭을 보다 효율적으로 제거할 수 있음을 확인하였다. 또한 주파수 지역성 모의실험 결과를 통해 직교 주파수 분할 다중 방식에 비해 우수한 필터뱅크 기반 다중 반송파 시스템의 주파수 효율을 볼 수 있었다.
