多载波系统中基于自相关匹配法的峰均功率比抑制研究

OFDM及混合多载波信号的高峰均比限制了其在高速数据通信中的应用。目前信号无畸变技术成为降低峰均比的候选技术，但该类技术面临复杂度高和需要传输边带副信息的影响。边带副信息的传输不仅降低了系统的功率效率，也影响了系统的频谱利用率。在信道条件较差的时候，甚至会大大影响系统的误码率性能，从而限制了该类方法的应用。.基于信号自相关匹配理论，本项目提出一类无需边带副信息的峰均比抑制算法及接收检测器。以混合多载波信号自身构成的特点为出发点，全面研究频域、时域、码域、空域信号自相关匹配方法的性能。重点研究算法的计算复杂度、峰均比抑制能力、频谱效率、功率效率、不同信道条件下的系统误码率等几个方面性能间的相互影响，目标是提出一些可以兼顾上述几方面性能并实用的信号自相关匹配方法。.本研究成果可以应用于下一代基于OFDM的蜂窝移动通信、无线局域网和城域网、认知无线电等无线通信系统中，具有较广的应用前景。

本项目主要围绕对以OFDM调制方式为基础的多载波系统等新型通信技术进行研究，针对该系统的主要不足，讨论在该通信技术下如何实现盲信号检测，并有效降低信号的峰均功率比；本项目创造性提出了利用信号自相关的新思想，来解决传统多信号替换算法中需要传输边带副信息的问题；在项目研究过程中，本项目综合考虑了传输性能、频谱效率、计算复杂度、功率效率等不同因素，从而对自相关匹配算法及自相关检测器的联合优化这一领域进行了深入的研究。由于本项目是在国内外首次提出利用信号自相关匹配技术来实现无需边带副信息传输的信号恢复方法，在项目执行过程中根据不同多载波系统构成信号中时、频、码等多维信息，构建出相应域上自相关信号，本项目在以下几个方面进行了深入的研究并取得了大量的研究成果。. (1) 基于OFDM系统的信号自相关算法的理论分析和优化设计.以信号自相关技术的理论分析为出发点，通过优化设计基于信号自相关性的无畸变信号，从而能够根据系统的动态需求和信号峰值的动态变化；自适应地调整对应的无畸变信号的时频参数，获取了更佳的性能和复杂度的平衡。. (2) 对时、频、码等多维信息下，自相关信号构建准则进行充分研究.针对不同多载波系统信号构成特点，充分利用时、频、码等多维信息，构造了不同域内的自相关信号；根据不同多载波系统的特点，优化设计了不同系统自相关信号的构建准则；依据构建准则，分析了信号自相关算法重要参数对各种多载波通信系统性能的影响。. (3) 基于自相关匹配的无畸变技术中接收端信号恢复方案设计.研究自相关信号无畸变技术的信号峰均比中输出信号的特点，优化设计了相应的解相关检测器；依据发送端自相关信号在时、频、码域的差异，探索并设计了不同的自相关匹配接收端信号重建方案，从而优化系统的传输性能；. (4)收发两端各种性能的联合优化方案设计.为了满足通信系统中传输实时性的高要求，迫切需要进一步研究多载波系统中高性能、低复杂度的快速算法的实现方法。实现系统在峰均比抑制、计算复杂度、误码性能、频谱效率、功率效率等几个方面联合优化。. 本项目研究成果喜人，本项目负责人在这一领域研究基础上，成功申请到青年-面上连续项目《高功率放大器与峰均功率比抑制方法联合下多载波系统的关键技术研究与性能分析》，这使得项目组可以继续在多载波系统峰均功率比领域进行更佳深入的研究。