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MIMO-OFDM系统峰均功率比降低技术的研究
作 者: 王亚静
导 师: 李雅珍
学 校: 东北大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: MIMO OFDM 峰均功率比 交叉天线旋转取反 部分传输序列
分类号: TN929.53
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要
正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)属于多载波传输技术,它具有频谱利用率高,抗频率选择性衰落能力强等优点,是第四代移动通信的核心技术之一。多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)技术能够在不增加带宽和天线发射功率的情况下,成倍地提高通信系统的频谱利用率。两种技术相结合,不仅可以提高数据传输速率,增加系统容量,还可以有效对抗噪声干扰和多径衰落。但是,MIMO-OFDM系统仍为多载波传输系统,其较高的峰值平均功率比(Peak-to-Average-Power Ratio, PAPR)仍然是限制其发展的关键因索。本文主要研究在采用空时编码的MIMO-OFDM系统中,采用有效的算法降低其PAPR值。首先介绍了MIMO-OFDM系统的基本原理,接着重点分析比较了几种经典的降低峰均比的技术:信号畸变类技术,编码类技术和概率类技术。本文的主要工作以及创新点包括以下几个方面:(1)分析了适用于多天线系统中的交叉天线旋转取反算法(Cross-Antenna Rotation and Inversion, CARI),为降低其运算量,对两种改进算法进行了研究,而改进算法是以牺牲PAPR性能来换换运算量的降低。本文将改进算法与星座扩展算法(Active Constellation Extension, ACE)相结合,取各算法的优势使系统的PAPR性能得到了较好的改善。(2)部分传输序列(Partial Transmit Sequence, PTS)算法是改善系统PAPR陛能的有效算法,在多天线系统中,在每根天线上单独使用该算法势必会大量增加运算复杂度,对物理器件的要求高而使其难以得到有效的应用。根据空时编码所带来的信号相关性,在PTS算法的基础上出现了其优化算法即交替PTS算法,该算法有效的降低了运算量但PAPR的改善效果有所下降。本文提出了针对PTS优化算法的改进算法,弥补了交替PTS算法中PAPR性能下降的不足,但系统运算量有所增加,两种算法各有利弊,在实际应用时应根据具体情况选择合适的算法。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-10 第1章 绪论 10-16 1.1 课题研究背景及意义 10 1.2 OFDM技术 10-13 1.3 MIMO技术 13-14 1.4 论文内容及章节安排 14-16 第2章 MIMO-OFDM系统 16-24 2.1 基本原理 16-19 2.2 关键技术 19-22 2.3 峰均比问题抑制算法 22-23 2.4 本章小结 23-24 第3章 MIMO-OFDM系统峰均功率比 24-38 3.1 峰均功率比基本问题 24-28 3.1.1 定义及分布 24-26 3.1.2 过采样 26-27 3.1.3 放大器的非线性 27-28 3.2 PAPR抑制技术 28-31 3.2.1 信号预畸变技术 29 3.2.2 编码类技术 29-30 3.2.3 概率类技术 30-31 3.2.4 MIMO系统中的特殊技术 31 3.3 空时编码 31-34 3.3.1 空时编码原理 31-32 3.3.2 PAPR统计特性 32-34 3.4 交叉天线旋转取反算法 34-37 3.4.1 算法原理 34-36 3.4.2 仿真分析 36-37 3.5 本章小结 37-38 第4章 改进CARI与ACE联合算法 38-52 4.1 改进CARI算法 38-44 4.2 星座扩展算法 44-48 4.2.1 基本原理 44-45 4.2.2 仿真分析 45-48 4.3 联合算法 48-50 4.3.1 基本原理 48-49 4.3.2 仿真分析 49-50 4.4 本章小结 50-52 第5章 改进PTS算法 52-66 5.1 基本原理 52-54 5.2 PTS优化算法 54-61 5.2.1 独立PTS算法 54-56 5.2.2 协同PTS算法 56-59 5.2.3 交替PTS算法 59-61 5.3 基于PTS优化算法的改进算法 61-64 5.3.1 基本原理 61-62 5.3.2 仿真分析 62-64 5.4 本章小结 64-66 第6章 结论 66-68 参考文献 68-74 致谢 74-76 攻读学位期间发表的论著 76
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信 > 蜂窝式移动通信系统(大哥大、移动电话手机)
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