MIMO-OFDM系統(tǒng)峰均功率比降低算法研究.pdf

1、多輸入多輸出MIMO(Multiple Input Multiple Output)技術(shù)的一個特點是使用多條天線的矩陣系統(tǒng)實現(xiàn)信號收發(fā)，在一定的功率及頻譜資源下，獲得信道容量的成倍增加。正交頻分復(fù)用技術(shù)簡稱OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)，該技術(shù)具有信號傳輸速率高，抗干擾能力強等特點。由于OFDM技術(shù)允許信號頻譜部分重疊，提高了頻譜利用率。OFDM技術(shù)與MIMO技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生的

2、MIMO-OFDM技術(shù)實現(xiàn)了兩者性能上的優(yōu)勢互補，但作為多載波系統(tǒng)，MIMO-OFDM同樣面臨著峰均功率比PAPR(Peak to Average Power Ratio)過高的問題。過高的PAPR值，會使信號通過功率放大器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器等器件時產(chǎn)生非線性失真，進(jìn)而改變信號頻譜，最后使系統(tǒng)性能惡化。對于OFDM系統(tǒng)已有的PAPR降低算法，基本可歸為信號畸變類技術(shù)、概率類技術(shù)、編碼類技術(shù)三大類。
　　本文分別對三大類技術(shù)的基本思想，

3、代表算法進(jìn)行了研究：⑴信號畸變技術(shù):基本思想是對超過閾值的OFDM信號的峰值及其附近范圍直接進(jìn)行非線性處理，以減小PAPR值，該類方法簡單有效，但由于采用了非線性手段，會導(dǎo)致帶外噪聲與帶內(nèi)干擾的問題。⑵概率類技術(shù):基本思想是通過相位調(diào)制手段和技術(shù)，降低信號產(chǎn)生高PAPR值的概率。⑶編碼類技術(shù):核心是通過編碼技術(shù)產(chǎn)生幅值較小的碼字集合，從而避開高峰值信號的產(chǎn)生，由于該過程是一個線性過程，所以不會直接產(chǎn)生信號畸變。
　　本研究工作主要

4、著重于概率類技術(shù)的研究，具體工作按以下兩塊展開：①研究了OFDM系統(tǒng)的PAPR產(chǎn)生的兩個主要原因。對SLM和PTS算法的PAPR性能進(jìn)行了比較分析。結(jié)合SLM算法和PTS算法的優(yōu)點，提出了一種改進(jìn)的結(jié)合算法。改進(jìn)的算法先采用奇偶分割方法，將數(shù)據(jù)分割成兩段，并在OFDM系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)造SLM和PTS兩個子系統(tǒng)，對分割后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用了兩算法性能的優(yōu)勢。從算法計算量來看，改進(jìn)算法的復(fù)雜度有所增加，但仍與原算法計算量處于同一數(shù)量級水平。②針對

5、基于空時編碼的MIMO-OFDM系統(tǒng)，以傳統(tǒng)的CSLM(ConcurrentSelective Mapping)算法和CARI算法為基礎(chǔ)。一方面，構(gòu)造特殊的相位因子集合，簡化隨機序列的計算過程，降低輔助信息量;另一方面，從增加空間自由度的角度出發(fā)，提出了改進(jìn)的SS-CARI-8算法。改進(jìn)的SS-CARI-8算法使同一編號子塊間的變換種類數(shù)量由4個增加到了8個，但實驗結(jié)果表明，單從空間自由度的增加，對SS-CARI系統(tǒng)PAPR性能的改善有