PAPR

百科解釋

　　峰值平均功率比（PAPR—Peak to Average Power Ratio），簡稱峰均比(PAPR)。MIMO-OFDM系統(tǒng)能夠提供更大的覆蓋范圍、更好的傳輸質(zhì)量、更高的數(shù)據(jù)速率和頻譜效率。然而，由于OFDM 符號是由多個獨立經(jīng)過調(diào)制的子載波信號疊加而成的，當各個子載波相位相同或者相近時，疊加信號便會受到相同初始相位信號的調(diào)制，從而產(chǎn)生較大的瞬時功率峰值，由此進一步帶來較高的峰值平均功率比（PAPR—Peak to Average Power Ratio），簡稱峰均比(PAPR)。由于一般的功率放大器的動態(tài)范圍都是有限的，所以峰均比較大的MIMO-OFDM信號極易進入功率放大器的非線性區(qū)域，導(dǎo)致信號產(chǎn)生非線性失真，造成明顯的頻譜擴展干擾以及帶內(nèi)信號畸變，導(dǎo)致整個系統(tǒng)性能嚴重下降。高峰均比已成為MIMO-OFDM 的一個主要技術(shù)阻礙。

　　MIMO 多輸入多輸出通信技術(shù)

　　新一代移動通信(Beyond3G/4G)將可以提供高達100Mb/s甚至更高數(shù)據(jù)傳輸速率，支持從語音到多媒體的業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)傳輸速率可以根據(jù)這些業(yè)務(wù)所需的速率不同動態(tài)調(diào)整。新一代移動通信的另一個特點是低成本。這樣在有限的頻譜資源上實現(xiàn)高速率和大容量，需要頻譜效率極高的技術(shù)。MIMO技術(shù)充分開發(fā)空間資源，利用多個天線實現(xiàn)多發(fā)多收，在不需要增加頻譜資源和天線發(fā)送功率的情況下，可以成倍地提高信道容量。OFDM技術(shù)是多載波傳輸?shù)囊环N，其多載波之間相互正交，可以高效地利用頻譜資源。將二者有效的結(jié)合起來已成為下一代移動通信技術(shù)的熱點。

　　多輸入多輸出MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)無線通信技術(shù)是指任何一個無線通信系統(tǒng)只要其發(fā)射端和接收端都采用了多個天線或天線陣列，MIMO的多入多出是針對多徑無線信道來說的，如圖1所示。傳輸信息流S(k)經(jīng)過空時編碼形成N個信息子流Ci(k)，(i=1,2,3…N)。這N個子流由N個天線發(fā)射出去，經(jīng)空間信道后由M個接收天線接收。多天線接收機利用先進的空時編碼處理能夠?qū)︖@些數(shù)據(jù)流進行分離和解碼，從而實現(xiàn)最佳的處理。　　MIMO通信系統(tǒng)框圖所示，當這N個子流同時發(fā)送到信道，各發(fā)射信號占用同一頻帶，因而并未增加帶寬。若各發(fā)射接收天線間的構(gòu)筑多條相互獨立的通道，則MIMO系統(tǒng)可以創(chuàng)造多個并行空間信道。MIMO將多徑無線信道與發(fā)射、接收視為一個整體進行優(yōu)化，從而可實現(xiàn)高的通信容量和頻譜利用率，這是一種近于最優(yōu)的空域時域聯(lián)合的分集和干擾對消處理

　　OFDM正交頻分復(fù)用技術(shù)

　　OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)正交頻分復(fù)用技術(shù)，OFDM是一種MCM(Multi-Carrier Modulation)多載波調(diào)制技術(shù)。其核心是將信道分成若干個正交子信道，在每個子信道上進行窄帶調(diào)制和傳輸，這樣減少了子信道之間的相互干擾。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，因此每個子信道上的頻率選擇性衰落是平坦的，大大消除了符號間干擾。另外，由于在OFDM系統(tǒng)中各個子信道的載波相互正交，于是它們的頻譜是相互重疊的，這樣不但減小了子載波間的相互干擾，同時又提高了頻譜利用率。在各個子信道中的這種正交調(diào)制和解調(diào)可以采用IFFT和FFT方法來實現(xiàn)（如圖2所示）。

　　在向B3G/4G演進的過程中，OFDM是關(guān)鍵的技術(shù)之一，可以結(jié)合分集，時空編碼，干擾和信道間干擾抑制以及智能天線技術(shù)，最大限度的提高了系統(tǒng)性能。

　　OFDM已經(jīng)廣泛應(yīng)用于廣播信道方式的寬帶數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，如數(shù)字音頻電視(DAB)、高清晰度數(shù)字電視(HDTV)以及IEEE802.11a和IEEE802.16a無線局域網(wǎng)標準中(WLAN)。勿庸置疑，OFDM將是下一代移動無線系統(tǒng)中空中接口技術(shù)研究的熱點之一。

　　MIMO-OFDM通信系統(tǒng)

　　MIMO和OFDM在各自的應(yīng)用領(lǐng)域有各自的優(yōu)點，MIMO系統(tǒng)可以抗多徑衰落，但對于頻率選擇性衰落，MIMO仍是無能為力，現(xiàn)在一般采用均衡技術(shù)來解決MIMO系統(tǒng)中的頻率選擇性衰落。還有一種就是OFDM技術(shù)，OFDM被認為是下一代移動通信中的核心技術(shù)。4G需要高的頻譜利用率的技術(shù)，但OFDM提高頻譜利用率的能力畢竟有限。如果結(jié)合MIMO技術(shù)，可以在不增加系統(tǒng)帶寬的情況下提高頻譜效率。MIMO-OFDM技術(shù)可以提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，又可以通過分集達到很強的可靠性，如果把合適的數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)用到MIMO+OFDM系統(tǒng)中能更好的增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性。另外，OFDM由于碼率低和加入了時間保護間隔而具有很強的抗多徑干擾能力。多徑時延小于保護間隔使系統(tǒng)不受碼間干擾的影響。這樣就可以使單頻網(wǎng)絡(luò)使用寬帶OFDM系統(tǒng)依靠MIMO技術(shù)消除陰影效應(yīng)。

　　MIMO-OFDM系統(tǒng)能夠提供更大的覆蓋范圍、更好的傳輸質(zhì)量、更高的數(shù)據(jù)速率和頻譜效率。然而，由于OFDM 符號是由多個獨立經(jīng)過調(diào)制的子載波信號疊加而成的，當各個子載波相位相同或者相近時，疊加信號便會受到相同初始相位信號的調(diào)制，從而產(chǎn)生較大的瞬時功率峰值，由此進一步帶來較高的峰值平均功率比（PAPR—Peak to Average Power Ratio），簡稱峰均比(PAPR)。由于一般的功率放大器的動態(tài)范圍都是有限的，所以峰均比較大的MIMO-OFDM信號極易進入功率放大器的非線性區(qū)域，導(dǎo)致信號產(chǎn)生非線性失真，造成明顯的頻譜擴展干擾以及帶內(nèi)信號畸變，導(dǎo)致整個系統(tǒng)性能嚴重下降。高峰均比已成為MIMO-OFDM 的一個主要技術(shù)阻礙，因此必須設(shè)法降低MIMO-OFDM 系統(tǒng)的峰均比，以提高其實用性，所以有效地抑制MIMO—OFDM通信技術(shù)中峰值平均功率比（PAPR）顯得非常重要。

通信詞典解釋