mimo-ofdm系统中峰值功率比抑制优化技术的研究

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1、学校代码：10406分类号：TN929.5学号：090081001011南昌航空大学硕士学位论文（学位研究生）MIMO-OFDM系统中的峰值功率比抑制优化技术研究硕士研究生：贾琼导师：贾杰副教授申请学位级别：硕士学科、专业：通信与信息系统所在单位：信息工程学院答辩日期：2012.6授予学位单位：南昌航空大学ResearchonReducingPAPROptimizationTechnologyinMIMO-OFDMSystemsADissertationSubmittedfortheDegreeofMaster

2、OncommunicationandinformationsystembyJiaQiongUndertheSupervisionofProf.JiaJieSchoolofInformationalEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune,2012摘要正交频分复用(Orthogonalfrequency-divisionmultiplexing，OFDM)技术由于具有高频谱利用率、抗多径干扰、可实现无线数据高速传输等优点。多输入多输出(Mul

3、tiple-inputmultiple-output，MIMO)可以获得很高的分集增益或容量增益。在高速数据无线通信中将两种技术结合，OFDM可以将频率选择性MIMO信道转化为并行的平坦MIMO信道，降低接收机的复杂度，并可以利用多径衰落，实现数据高速传输。因此，MIMO-OFDM已成为4G移动通信系统中极具前景的备选方案。然而，MIMO-OFDM系统中利用OFDM的调制方式，同样也继承了它的不足之处，即存在很高的峰值平均功率比（PAPR）。由此会造成非线性失真，产生的谐波会导致子信道之间的互相干扰，从而对MI

4、MO-OFDM系统的性能会产生严重影响。所以需先从OFDM自身的PAPR的控制技术进行深入分析与研究，再解决MIMO-OFDM的问题，对此，本文主要阐述的内容和重要工作如下：本文首先详细阐述了OFDM系统模型和工作原理，分析了系统的优缺点，并介绍峰值功率比定义和分布。其次针对国内外解决降低PAPR的三类主要方法（畸变类技术、编码类技术和符号扰码类技术）进行了理论分析和性能仿真，并分析其各自存在的优缺点，重点研究其中的限幅技术、压扩技术、Golay和RM编码、选择性映射(SLM)、部分传输序列(PTS)、TI技术

5、，对其进行理论分析并对结果进行仿真和比较，特别针对SLM算法做了进一步的改进，简化了算法的复杂程度，并对改进算法进行研究和性能仿真分析，最后通过深入分析MIMO技术以及空时编码技术（STBC）的基本原理，充分考虑系统的自身的特点结合多天线协同方式提出了MIMO-OFDM系统的框架结构，为了降低复杂度，在OFDM系统PAPR的基础之上，再结合系统特性，给出了一种压扩和符号扰码技术综合的技术，Matlab仿真结果表明该方案既能有效的使PAPR进一步降低，又减少了边带信息传送的数量同时降低分了系统的复杂度，使系统性能

6、特到改善。关键字：正交频分复用，多输入多输出，峰均功率比，空时分组码AbstractTheadvantagesofOFDMsystemsarehighspectralefficiencyandsuitableforhigh-data-ratetransmissionoveramulti-pathfadingchannel.MIMOsystemsmaybeimplementedinanumberofdifferentwaystoobtaineitheradiversitygainoracapacitygain.F

7、orhigh-data-ratetransmission，OFDMcantransformsuchafrequency-selectiveMIMOchannelintoasetofparallelfrequency-flatMIMOchannels,decreasereceivercomplexityanddealwiththemulti-pathfadingefficientlybycombiningMIMOandOFDMtechniques.Therefore，MIMO-OFDMhasbecomeaprom

8、isingcandidatefor4Gmobilewirelesssystems.However,itisshouldbenotedthattheMIMO-OFDMsystemalsohasinheritedthedrawbackofOFDM,whichisthehighpeak-to-averageratio(PAPR).Itwillcreatetheconsequenceofnon