MIMO-OFDM系统中关于降低峰值平均功率比算法的研究

摘要

随着现代网络需求的不断发展，信息传输要求高速率、高质量、高效利用频谱资源、大幅提升频谱效率。而OFDM技术具有很多优点，比如抗干扰能力强、频带利用率高等。再结合MIMO技术的特点，形成的MIMO-OFDM系统能够从一定程度上满足以上的信息传输要求。MIMO-OFDM综合了MIMO和OFDM两种技术的优势。然而，许多子载波信号经由IFFT模块叠加运算以后，由于初始相位相同或相近，致使在MIMO-OFDM系统中的OFDM信号的峰值较高。高PAPR会有损系统的通信质量，PAPR问题在上行链路中显得尤为重要，因为功率放大器的效率由于移动终端中的电池电量有限而受到限制。
　　首先，针对MIMO和OFDM两种技术进行阐述。MIMO技术和OFDM技术的发展，以及所具有的优劣点，两种技术的融合所具有的优劣点，以及技术所面临的挑战。
　　其次，对MIMO-OFDM系统中峰均比的产生进行介绍。包括峰均比的定义，MIMO-OFDM系统中OFDM信号的分布，以及峰均比与多采样之间的关系。
　　再次，针对现有的降低峰均比的方法进行比较研究，主要包括削波滤波技术和部分传输序列技术(PTS)，并提出改进算法，通过理论仿真进行验证。
　　最后，对系统模块中分别加入脉冲整形模块和压缩扩展模块进行研究。脉冲整形是控制OFDM块的相关性而不干扰调制信号的子载波之间的正交性的技术;压缩扩展是降低OFDM信号PAPR的复杂度较低的一种方法，通过压缩扩展反变换恢复出原始数据，可以有效地减少非线性失真。对OFDM信号进行压缩扩展变换，使变换过后的信号近似服从较低的PAPR的目标分布，从而改善PAPR的性能。最后通过理论仿真，得出系统PAPR和BER的性能。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．2 国内外研究现状

1．2．1 编码方法

1．2．2 音频保留技术

1．2．3 音频插入技术

1．2．4 部分传输序列技术

1．2．5 选择映射法

1．2．6 不同降低PAPR技术的比较

1．3 MIMO-OFDM技术

1．3．1 MIMO技术

1．3．2 MIMO系统的基本结构

1．3．3 MIMO技术的优缺点

1．3．4 OFDM技术

1．3．5 OFDM技术的基本原理

1．3．6 OFDM技术的优缺点

1．3．7 MIMO-OFDM技术

1．4 本文的主要研究内容

第2章 MIMO-OFDM系统的峰值功率比

2．1 峰均比的定义

2．1．1 峰值平均功率比

2．1．2 MIMO-OFDM系统中的峰均比

2．2 MIMO-OFDM系统中OFDM信号的分布

2．3 峰均比与过采样

2．3．1 峰均比与过采样之间的关系

2．3．2 仿真结果与性能分析

2．4 削波和信号量化噪声比

第3章 降低峰均比的技术及改进方法

3．1 削波和滤波技术

3．1．1 削波和滤波的技术原理

3．1．2 仿真结果和性能分析

3．1．3 削波滤波方法的总结

3．2 部分传输序列方法

3．2．1 部分传输序列技术的原理

3．2．2 子块分割方案

3．3 对降低OFDM信号PAPR的IP_PTS算法的改进

3．3．1 IP-PTS方案的原理

3．3．2 IP-PTS算法的改进型IP-AP-PTS算法

3．3．3 仿真结果

第4章 相邻分割部分传输序列加脉冲整形方法

4．1 相邻分割部分传输序列加脉冲整形方法原理

4．2 相邻分割部分传输序列技术

4．3 脉冲整形

4．4 仿真结果

4．5 本章总结

第5章 压缩扩展变换与电力线通信系统结合的方法

5．1 压缩扩展变换与电力线通信系统结合方法的信道模型

5．1．1 电力线通信系统信道模型

5．1．2 脉冲噪声模型

5．2 压缩扩展变换

5．2．1 压缩扩展变换原理

5．2．2 算法步骤

5．3 仿真结果

5．4 本章总结

总结与展望

致谢

参考文献