为了能够适应5G多种通信场景的要求,各种空中接口波形被相继提出,其中滤波正交频分复用(Filtered-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,F-OFDM)因其灵活的频带分配和更少的带外辐射得到了业界的充分肯定。但是F-OFDM系统的子带滤波器往往需要很高的阶数才能较好地抑制子带的带外辐射。本文提出一种级联低阶滤波器的方法来设计F-OFDM系统的子带滤波器,并在仿真验证其可行性的基础上在Yun SDR软件无线电平台上进行系统实现,具体包括以下方面:本文首先对比OFDM系统简要介绍了F-OFDM系统的传输流程和时频资源分配方法。说明F-OFDM系统的主要区别是将整个频带按业务需求划分为不同的子带进行不同的参数配置,在每个子带上添加滤波器对子带数据进行滤波,并在接收端添加匹配滤波器进行解耦,指出子带滤波器的设计是整个F-OFDM系统的关键。本文接下来介绍了几种现有的子带滤波器设计方法,在各种现有的设计方法中,窗函数法在工程实现上相对方便和灵活,但是如果需要很好地抑制子带的带外辐射,窗的长度需要达到该子带FFT点数的一半,这就导致了子带滤波器的设计复杂度变高。针对这一问题,本文提出了级联低阶滤波器的设计方法,并在F-OFDM单子带系统和双子带系统上进行仿真验证。首先通过凯瑟窗窗函数法设计出低阶的初级滤波器,然后将初级滤波器进行级联得到级联滤波器。仿真结果表明,本文设计的子带滤波器能够达到高阶窗函数法子带滤波器同等的带外辐抑制效果,但滤波器阶数仅为高阶窗函数法的一半,能够很大程度地降低设计复杂度。但是阶数过低的滤波器其脉冲响应不理想,信号通过滤波器后相当于过了多径信道,会引起码间干扰甚至符号间干扰。本文为了解决这一问题,提出将子带滤波器、信道和匹配滤波器等效为一个信道的方法,利用实际通信系统中的参考信号对等效信道进行估计与均衡,可以很好地消除子带滤波器带来的干扰。将本文设计的子带滤波器进行误码率仿真对比,可以达到与高阶窗函数法同等的误码率水平。在此基础上,进一步对F-OFDM双子带系统的子带滤波器进行设计,根据各子带的中心频率对级联滤波器进行频谱搬移,得到每个子带的子带滤波器。对双子带的带外辐射情况和误码率进行仿真结果表明,所设计方案能够得到和高阶窗函数法子带滤波器接近的效果。在保证所提出的级联低阶滤波器法具有理论可行性之后,本文利用Matlab软件在Yun SDR平台上进行F-OFDM双子带系统的实现。本文首先简要介绍了SDR软件无线电平台和所使用的Yun SDR设备的软硬件架构,接着进行系统实现的参数配置收发端设计,本文利用5G NR中的PSS序列作为同步序列进行帧同步,并利用该序列阐述了两种频偏估计的方法,在经过匹配滤波器以后在每个子带中进行信道估计与均衡,通过对接收信号的同步位置、星座图和误码率进行分析以后,可以看出,本文所提出的级联低阶滤波器设计方法,在实际信道中仍然能够起到较好的效果。