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SFBC MIMO-OFDM系统峰均比降低算法的研究

作 者: 陈俊鑫
导 师: 沙毅
学 校: 东北大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: 正交频分复用 多输入多输出 空频分组码 峰值平均功率比
分类号: TN919.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 6次
引 用: 0次
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内容摘要


MIMO-OFDM (Multiple-Input Multiple-Output Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术利用空间、频率和时间三种分集技术,使无线系统对噪声、干扰、多径的容限大大增加,在提高无线链路的有效性和可靠性方面有巨大的潜力。然而,MIMO-OFDM系统中存在过高的峰均比,严重地影响MIMO-OFDM系统的性能。重点研究了基于空频分组码(Space-Frequency Blocking Coding, SFBC)结构的MIMO-OFDM系统的峰均比降低算法。首先,提出了空频-选择性映射(Space Frequency Selecting Mapping, SF-SLM)和空频-部分传输序列(Space Frequency Partial Transmit Sequence, SF-PTS)算法解决了如何将OFDM系统中的峰均比降低算法搬移到SFBC MIMO-OFDM系统中,并对这两种算法的峰均比性能和复杂度进行了详尽的分析。然后,针对SFBC特殊的编码结构,并结合SF-PTS算法的优缺点,提出采用二次分割的方法对SF-PTS算法做了进一步改进,提出T-PTS(Twice-PTS)算法及其次优算法RT-PTS(Reduced T-PTS)算法。该算法将所有发射天线看作一个整体,通过对序列进行两次分割、旋转,既充分利用了各天线子载波之间的共轭和圆周移位特性,又可以结合FFT的运算特性,最大程度上降低了算法复杂度。通过理论研究和大量的仿真实验对SFBC MIMO-OFDM系统的峰均比降低算法进行了研究,并提出了一种实际系统可接受的RT-PTS算法。仿真结果表明,RT-PTS算法可以在较低的运算复杂度、较少权值搜索次数和冗余信息的情况下,获得非常良好的峰均比性能。

全文目录


中文摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章 绪论  9-15
  1.1 课题的研究背景和意义  9-11
  1.2 课题的国内外研究现状  11-12
  1.3 论文的主要工作、结构与内容安排  12-15
第2章 SFBC MIMO-OFDM系统模型  15-29
  2.1 OFDM基本原理  15-20
    2.1.1 OFDM信号分析和系统模型  15-19
    2.1.2 OFDM的优缺点  19-20
  2.2 OFDM系统中峰均比问题分析  20-23
    2.2.1 OFDM系统峰均比的定义及影响  20-22
    2.2.2 OFDM系统中峰均比的描述和分布  22-23
  2.3 SFBC MIMO-OFDM系统模型  23-29
    2.3.1 MIMO系统信道容量  23-25
    2.3.2 SFBC MIMO-OFDM系统模型  25-29
第3章 OFDM系统的峰均比降低算法研究  29-43
  3.1 概述  29-30
  3.2 选择性映射(SLM)算法  30-33
    3.2.1 SLM算法原理  30-32
    3.2.2 SLM算法仿真和性能分析  32-33
  3.3 部分传输序列(PTS)算法  33-40
    3.3.1 PTS算法基本原理  33-35
    3.3.2 PTS算法仿真及性能分析  35-40
  3.4 PTS和SLM算法对比分析  40-43
第4章 应用于MIMO-OFDM系统的SF-SLM算法  43-55
  4.1 数字信号理论基础  43-47
    4.1.1 离散傅立叶变换  43-45
    4.1.2 离散傅立叶变换的性质  45-47
  4.2 空频-选择性映射(SF-SLM)算法  47-52
    4.2.1 旋转矢量间的对应关系  48-49
    4.2.2 最优旋转矢量的选取  49-52
    4.2.3 SF-SLM算法复杂度分析  52
  4.3 SF-SLM算法仿真与性能分析  52-55
第5章 应用于MIMO-OFDM系统的PTS改进算法  55-73
  5.1 空频-选择性映射(SF-PTS)算法  55-64
    5.1.1 交织分割SF-PTS算法  57-60
    5.1.2 相邻分割SF-PTS算法  60-62
    5.1.3 随机分割SF-PTS算法  62-64
  5.2 SF-PTS算法仿真与对比分析  64-66
  5.3 二次分割部分传输序列(T-PTS)算法  66-70
    5.3.1 T-PTS算法原理  66-69
    5.3.2 次优T-PTS(RT-TPS)算法  69
    5.3.3 RT-PTS算法复杂度分析  69-70
  5.4 RT-PTS算法仿真及性能分析  70-73
第6章 结束语  73-75
参考文献  75-79
致谢  79

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 数据传输技术
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