MIMO-OFDM系統(tǒng)中峰均功率比降低技術的研究.pdf

1、多輸入多輸出(MIMO,Multiple Input Multiple Output)技術不僅能夠利用多條天線來實現(xiàn)多發(fā)多收,充分利用空間資源,而且還能夠在不增加天線發(fā)送功率與頻譜資源的前提下,獲得信道容量的大幅度提升。正交頻分復用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術具有高頻譜利用率、強抗多徑干擾能力、高數(shù)據(jù)傳輸速率等優(yōu)良的特性?？蓪⑦@兩種技術有機地結(jié)合起來構成MIMO-

2、OFDM系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠有效地提高頻譜效率和提升系統(tǒng)容量。目前該技術已經(jīng)成為第四代無線移動通信系統(tǒng)的物理層中的關鍵技術之一。由于MIMO-OFDM系統(tǒng)也采用多載波的調(diào)制方式,所以與OFDM系統(tǒng)一樣存在著較高峰值平均功率比(PAPR,Peak to Average Power Ratio)的問題。如果系統(tǒng)具有高PAPR值,就要求功率放大器等非線性器件具有較大的線性動態(tài)范圍,來避免子信道間的相互干擾和帶外輻射。而這在實際系統(tǒng)中是難以做到的。

3、本論文主要對在MIMO-OFDM系統(tǒng)中降低PAPR技術展開研究。具體工作如下:
　　 (1)在OFDM系統(tǒng)中,在傳統(tǒng)的限幅算法中,OFDM信號在D／A變換之前要先進行深采樣,而深采樣這個環(huán)節(jié)又會帶來信號峰值的再增長問題。在傳統(tǒng)的限幅算法的基礎上,本論文提出了迭代限幅算法。該算法除了能夠很好地抑制峰值再增長的問題外,還能夠有效地降低限幅所帶來的帶內(nèi)噪聲,濾除帶外噪聲,也不存在符號間的干擾,并且在接收端無需任何附加設備就能夠?qū)崿F(xiàn)信號

4、的準確接收。另外,還在傳統(tǒng)的SLM算法的基礎上進行改進,采用編碼的方法來減少輔助信息,同時還能夠起到糾錯、降低系統(tǒng)誤碼率的作用。
　　 (2)在MIMO-OFDM系統(tǒng)中,本論文對傳統(tǒng)獨立的SLM算法進行了改進,得到多天線并行工作的SLM算法(CSLM,Concurrent Selective Mapping),大大減少了輔助信息量。同時,充分利用空時分組碼的正交特性對CSLM算法進行適當改進,使得其運算量成倍地降低。對于傳統(tǒng)的C

5、ARI算法,在減少算法復雜度和輔助信息量方面進行了適當改進。為了充分挖掘發(fā)射天線數(shù)量的增加所帶來的附加自由度和頻域子塊的增加所能夠提供的附加自由度,本論文提出了一種能夠更好地降低MIMO-OFDM系統(tǒng)R的新算法——8自由度空頻旋轉(zhuǎn)取反算法。為了降低該算法的計算復雜度,對此算法進行了適當改進,得到了子塊逐次空頻旋轉(zhuǎn)取反算法。該算法在充分挖掘2天線在置換、取反后所帶來的自由度的基礎上,還充分利用了天線數(shù)量的增加所帶來的空間域上的自由度,同時