本文關(guān)鍵詞：聯(lián)合空、時、頻域處理算法降低MIMO-OFDM系統(tǒng)的PAPR，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技術(shù)由于其較高的頻譜利用效率、有效對抗頻率選擇性衰落成為4G通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。OFDM系統(tǒng)主要缺點之一是信號的峰均功率比(Peak-to-average Power Ratio,PAPR)較高。PAPR較高的信號要求發(fā)射機的功率放大器(Power Amplifier,PA)等非線性器件具有較大的線性范圍,發(fā)射超過線性范圍的信號容易引入非線性失真,導(dǎo)致系統(tǒng)的比特誤碼率(Bit Error Rate,BER)顯著增加。多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技術(shù)充分利用空間維度,不增加額外頻譜和天線發(fā)射功率的情況下能顯著地提高信道容量。MIMO-OFDM系統(tǒng)每根天線傳輸?shù)囊彩荗FDM信號,因此也存在PAPR問題且隨天線數(shù)的增加PAPR問題越嚴(yán)重。相比于OFDM系統(tǒng)中較成熟的PAPR抑制技術(shù),MIMO-OFDM系統(tǒng)PAPR抑制技術(shù)則研究較少。本文將深入研究OFDM系統(tǒng)、特別是Alamouti MIMO-OFDM系統(tǒng)中的PAPR抑制技術(shù)。目前,OFDM系統(tǒng)中PAPR抑制技術(shù)大致可以分成三類:信號預(yù)畸變技術(shù)、編碼類技術(shù)和概率類技術(shù)。其中:第三類中的選擇性映射(Selected Mapping,SLM)算法和部分傳輸序列(Partial Transmit Sequences,PTS)算法,由于PAPR抑制性能較好且不會引入額外的非線性失真,是較理想的PAPR抑制算法。但SLM和PTS算法有兩個缺點:一是快速傅立葉反變換(Inverse Fast Fourier Transform,IFFT)次數(shù)較多,計算復(fù)雜度較高;二是為了恢復(fù)原始信號,發(fā)射機需要額外的頻譜和功率傳輸相位旋轉(zhuǎn)因子這一邊帶副信息(Side Information,SI)。本文在傳統(tǒng)SLM和PTS算法的基礎(chǔ)上,分別在時域和頻域范圍內(nèi)通過多方法聯(lián)合降低發(fā)射機的計算復(fù)雜度和邊帶信息量,甚至在接收端實現(xiàn)盲檢測。本文的主要工作如下:(1)在OFDM系統(tǒng)中提出了基于子類信號交換的改進SLM算法。其基本思想是:利用IFFT變換的基本性質(zhì),將SLM算法得到的時域備選信號分為四類子信號,對不同子類信號進行疊加合成得到更多的時域備選信號。與傳統(tǒng)SLM算法相比,所提算法是在時域進行信號處理,產(chǎn)生更多的備選信號只需要增加少量的復(fù)數(shù)加法運算,降低了系統(tǒng)的計算復(fù)雜度。(2)在時域?qū)IMO-OFDM系統(tǒng)進行PAPR抑制處理。發(fā)射端,通過時域信號的循環(huán)移位、天線間信號加減、天線間子塊信號交換和等效編碼等方式來產(chǎn)生更多的時域備選信號,降低了發(fā)射端的計算復(fù)雜度;接收端,利用時域信號的循環(huán)移位對應(yīng)于頻域信號的相位旋轉(zhuǎn),將FFT解調(diào)得到的頻域信號分別進行反向相位旋轉(zhuǎn),再計算反向旋轉(zhuǎn)信號到最近星座點的歐氏距離,選擇最小距離對應(yīng)相位旋轉(zhuǎn)因子來恢復(fù)原始信號,減少了邊帶副信息。(3)在頻域?qū)FBC MIMO-OFDM系統(tǒng)進行PAPR抑制處理。發(fā)射端,對傳統(tǒng)SLM算法的相位旋轉(zhuǎn)因子和PTS算法的分塊方式進行特殊設(shè)計,在SFBC編碼情況下每根天線可以單獨使用相位旋轉(zhuǎn)因子而編碼矩陣依然正交,這樣,每根天線可以從所有的時域備選序列中選擇PAPR最小的序列作為傳輸序列,提高了PAPR抑制性能;接收端,提出了一種次優(yōu)最大似然檢測算法,將相鄰兩個子載波信號分為一組進行檢測,先恢復(fù)出相位旋轉(zhuǎn)因子的乘積,然后恢復(fù)出相位旋轉(zhuǎn)因子和原始信號,實現(xiàn)了接收信號的盲檢測。
【關(guān)鍵詞】：正交頻分復(fù)用 峰均功率比 循環(huán)移位 低計算復(fù)雜度 盲檢測
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.53

  本文關(guān)鍵詞：聯(lián)合空、時、頻域處理算法降低MIMO-OFDM系統(tǒng)的PAPR，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：323901