降低ofdm系统峰均功率比联合算法的分析

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1、-南昌航空大学硕士学位论文第1章绪论第1章绪论1.1引言通信是一种信息交流与传递方式。通信的概念随环境的不同而不同，随着电波传递方式的出现，通信的释义仅为信息传递，即在两地之间进行信息传输与交换。移动用户之间或移动与固定用户间进行沟通的通信方式即为移动通信，即其中至少有一方是移动的（或暂时静止）。移动通信是通信技术发展的高级阶段，它解决了在移动状态下进行通信问题。步入21世纪以来，移动通信技术正以惊人的速度飞速发展。伴随着高速移动通信技术的不断发展，人类社会正步入一个全新的信息化时代，全球移动通信正向高速率的宽带移动通信趋势发展。移动通信的发展历程大致如下：第

2、一代移动通信调制方式主要是模拟调制，频分多址（FDMA）技术为其关键技术。1G移动通信信道带宽资源是很有限的，只能用于本地通信，无法在漫游状态下通信。因此，1G移动通信有很多缺点，主要有频谱利用率低、业务种类有限、保密性能差及设备成本较高等缺点。第二代移动通信以数字调制方式为主[1]，其关键技术为时分多址（TDMA)或窄带码分多址（CDMA）技术。数字蜂窝移动通信系统被提出并得到广泛应用。与1G移动通信系统相比，2G移动通信系统提高了频谱利用率、增加了业务种类、提高了保密性能且降低了设备成本。其代表系统有美国的IS-95A（CDMA）、欧洲的GSM（TDMA）

3、及日本的JDC系统。第三代移动通信系统（3G），即IMT2000系统[2]。其可支持高速率的数据传输，可达到2Mbps的数据传输率。3G与2G相比大大提高了语音传输和数据传输的速率，其可实现较好的全球化无线漫游，支持音乐、图像及视频等多媒体业务。3G通信的核心网沿用了2G通信系统CDMA的核心网络结构。其主要包括WCDM、TD-SCDMA、CDMA2000及WiMAX等通信标准。目前移动通信已步入4G时代，中国工信部于2013年12月4日向我国三大电信运营商颁发TD-LTE经营许可，标志着我国已步入第四代无线通信系统（4G）时代。4G通信系统具有相当高的数据传

4、输速率，室外可达100Mb/s,室内可达1Gb/s。同时4G通信具有网络频谱宽、通信方式灵活多样、频谱效率高及兼容性好等优点。1----南昌航空大学硕士学位论文第1章绪论正交频分复用（OrthogonalFrequencyDivisionMutiplexing，OFDM）技术作为LTE的核心关键技术之一，近年来备受通信领域学术界的关注。1.1OFDM系统的发展OFDM技术的提出与发展已有40年左右的时间，最早使用可追溯到20世纪50年代中期[3]，OFDM技术最早是美国国防部用于军用高频无线通信系统，如KINEPLEX，KNTHRYN等[4]。OFDM技术是由

5、频分复用技术发展而来的，当时，很多速率较低的信号，如电报信号，就是在同一宽带信道中用不同载波频率并行传输。然而，为了在接收端使用简单的滤波器来分离信号，于是各子载波频率就要间隔足够大，并采用保护频带使各子载波频谱互不干扰，因此其频谱利用率特别低。同时，各子载波也可用于传输同一信号源信号，即实现用许多低速率子载波来传输高速率的数据。受硬件条件限制，各子载波都需要配备模拟前端，而且OFDM系统的传输方式相当复杂，因此，其未能得到广泛推广。然而，人们已开始重视OFDM信号的码元周期很长，并远大于信道的最大附加时延这一优点，并用该优点来减小符号间干扰。二十世纪五十年代

6、的Kineplex系统是最早实现高频谱效率的多载波通信系统，与传统多载波系统的不同是相邻子载波可以相互重叠，随后的多载波系统多是利用相似的技术来提高系统频谱利用率[5]。1966年，R.W.Chang博士首次阐明了OFDM的概念及相关技术，第一次创造性的提出了采用正交子载波将信道划分为多个子信道[6]。随后，Shnidman证明了该调制方式具有抗窄带脉冲噪声、抗多径衰落及提高频谱资源等优越性[7]。1971年，Weistein和Ebert等人首次提出使用离散傅里叶变换（DirectFourierTransform,DFT）及快速傅里叶方法（FastFourie

7、rTransform,FFT）来实现多载波系统基带的调制和解调[8]，并验证了该技术的可行性，简化了系统结构，从而使多载波系统的复杂度大大降低了，并增强了OFDM系统的实用性。Ruiz和Peled于1980年引入了循环前缀（CyclicPrefix,CP)的概念，采用循环前缀作为保护间隔（GuardInterval,GI)，进而维护子载波之间的正交性。从此，OFDM技术步入了通信的舞台，并逐步朝着高速数字移动通信的方向发展[1]。近年来OFDM技术在双向无线数据应用方面经历了飞速发展，已广泛应用于各种数字传输和通信领域。伴随着数字信号处理技术的飞速发展，OFD

8、M技术凭借其高频谱效率、高数据传输速率