正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种将高速数据流分散到多个正交的子载波上传输的技术,它具有很高的频谱利用率,是一种高效的数据传输方式。多输入多输出(MIMO Multiple-Input Multiple-Output)技术,即在接收端和发送端都采用多个天线,可以成倍地提高衰落信道下的信道容量,同时还具有空间分集增益和编码增益。 此外,在对抗衰落方面,MIMO技术可以很好地对抗平衰落,但对频率选择性衰落却无能为力,而OFDM可以将频率选择性衰落信道转化为平衰落信道,为MIMO技术在频率选择性信道中的应用奠定了基础。两者相结合构成的MIMO-OFDM系统,技术上相互补充,能够大幅度的提高无线通信系统的信道容量和传输速率,并能有效的抵抗多径衰落。因此,这些优点使MIMO-OFDM系统最有可能成为第四代移动通信的核心技术。 MIMO-OFDM系统中存在和OFDM系统相同的缺陷,即存在很高的峰均功率比PAPR。峰均功率比较高,意味着当信号通过功率放大器等非线性器件时,要求功放具有很大的动态范围,否则会产生非线性失真,所产生的谐波会造成子信道间的相互干扰,从而严重影响MIMO-OFDM系统的性能,高的PAPR限制了MIMO-OFDM的实际应用。因此我们有必要研究MIMO-OFDM系统中的PAPR降低算法。 本文从两个主要的方面来研究MIMO-OFDM系统中的PAPR降低算法: 一、如何利用MIMO-OFDM系统本身固有的特性将现有OFDM系统中的PAPR降低算法迁徙至MIMO-OFDM系统,并减少引入的计算复杂度。 提出了多天线协同工作的部分传输序列算法(Concurrent Partial Transmit Sequences,CPTS),它是将部分传输序列PTS算法应用到STBC-OFDM系统中的有效方式,在这种方式下,它相比于独立的PTS算法(Individual Partial Transmit Sequences,IPTS),运算量将近降低一半。此外,证明了应用PTS算法时,两根天线上的权值向量之间存在严格的共轭对应关系。应用该共轭对应关系,在发送端可以降低应用PTS算法时的运算量和减少边信息的传输,在接收端可以用来校验边信息是否被正确传输。而边信息的正确传输是我们应用PTS算法的关键所在。 二、如何提高MIMO-OFDM系统中PAPR降低算法对PAPR的降低效果。 在研究PAPR降低算法最佳联合准则的基础上,提出了有效的联合算法PTS-Clipping。最后结合前面的研究,给出了将PTS-Clipping联合算法应用到MIMO-OFDM系统中的有效结构,得出了MIMO-OFDM系统中合理有效的PAPR降低算法。