Данная работа посвящена анализу FBMC сигналов и рассмотрению их характеристик при применении в системах передачи информации. Цель работы заключается в исследовании спектральных и энергетических характеристик FBMC сигналов при использовании прототип-фильтров, полученных различными методами, а также сравнение с альтернативными многочастотными сигналами. Для достижения поставленной цели был проведен анализ существующих методов формирования FBMC сигналов. В качестве сравнения были выбраны OFDM, UFMC и F-OFDM сигналы. Для всех методов формирования многочастотных сигналов в среде программирования MATLAB были разработаны имитационные модели формирования, передачи через многолучевой канал с замиранием и приема сигналов. Сравнили спектральные характеристики FBMC сигналов с различными рассмотренными импульсами, а также сравнили спектральные характеристики FBMC сигналов с OFDM, UFMC и F-OFDM сигналами. Наименьшим уровнем внеполосных излучений обладает FBMC сигнал с оптимальным прототип-фильтром ПФ2, а характеристики F-OFDM, PHYDYAS и ПФ1 практически совпали. Наибольший уровень внеполосных излучений оказался у OFDM. У FBMC с RRC импульсом данный уровень также высок. Проведено сравнение энергетических характеристик FBMC сигналов с OFDM, UFMC и F-OFDM сигналами в канале АБГШ и различных многолучевых каналах. Наблюдается значительное влияние величины частоты доплеровского смещения на OFDM, в то время как на FBMC практически не влияет. Это связано с тем, что OFDM, в отличие от FBMC, сильнее подвержен частотной рассинхронизации. Характеристики OFDM, UFMC и F-OFDM практически совпадали. У UFMC наблюдался небольшой проигрыш относительно OFDM, что связано с наличием интерференцией между поддиапазонами, вносимой фильтрацией. Получена комплементарная кривая распределения отношения пиковой мощности к средней мощности для OFDM, UFMC, F-OFDM и FBMC с различными прототип-фильтрами. В результате сравнения выяснили, что кривые распределения для OFDM и FBMC практически одинаковы, а у UFMC и F-OFDM наблюдается проигрыш на 0.5 и 1 дБ соответственно по уровню 10e-3. При сравнении спектрограмм OFDM и FBMC сигналов, излученных с HackRF One, убедились в низком уровне внеполосных излучений FBMC по сравнению с OFDM. Таким образом, FBMC имеет множество преимуществ относительно других методов формирования многочастотных сигналов, которые позволяют использовать данную схему модуляции в новых сценариях в сетях будущих поколений.

The given work is devoted to the analysis of FBMC signals and consideration of their characteristics when used in information transmission systems. The purpose of the work is to study the spectral and energy characteristics of FBMC signals using prototype filters obtained by various methods, as well as a comparison with alternative multi-frequency signals. Analysis of the obtained methods for generating FBMC signals. As a comparison, OFDM, UFMC, and F-OFDM signals were selected. For all methods of generating multi-frequency signals in the MATLAB programming environment, simulation models were used for generating, transmitting through a multipath channel with fading and receiving signals. Comparing the spectral characteristics of FBMC signals with the various pulses examined, as well as comparing the spectral characteristics of FBMC signals with OFDM, UFMC and F-OFDM signals. The FBMC signal with the optimal prototype filter PF2 has the lowest level of out-of-band emissions, the characteristics of F-OFDM, PHYDYAS and PF1 almost coincided. OFDM has the highest level of out-of-band emissions. For FBMC with RRC pulse, this level is also high. The energy characteristics of FBMC signals with OFDM, UFMC, and F-OFDM signals in the ABGS channel and various multipath channels are compared. Observation has no effect on the frequency of Doppler radiation in OFDM, while FBMC is practically unaffected. This is due to the fact that OFDM, unlike FBMC, is more susceptible to frequency desynchronization. The characteristics of OFDM, UFMC, and F-OFDM are almost met. The UFMC showed a slight loss relative to OFDM, due to the presence of interference between subbands due to filtering. A complementary average power distribution curve was obtained for OFDM, UFMC, F-OFDM and FBMC with various filter prototypes. As a result of the comparison, it turned out that the distribution curves for OFDM and FBMC are almost the same, and UFMC and F-OFDM show a loss of 0.5 and 1 dB, respectively, at a level of 10e-3. When comparing the spectrogram of OFDM and FBMC signals emitted from HackRF One, the low level of out-of-band FBMC emissions compared to OFDM. Thus, FBMC has many advantages relative to other methods of generating multi-frequency signals, which allow using the modeling scheme in new scenarios in future generations.