詞語解釋
PAPR（Peak-to-Average Power Ratio）是指在某一時間段內，某一信號的峰值功率與平均功率之比。PAPR是衡量一個信號功率波形脈沖性的一個重要參數(shù)，它可以反映信號的脈沖性程度，是評價信號功率波形質量的重要指標。 PAPR在通信中的應用主要有以下幾點： 1、PAPR可以用來評估信號的質量。由于信號的脈沖性會影響信號的傳輸質量，因此PAPR可以用來衡量信號的質量。 2、PAPR可以用來評估信號的發(fā)射功率。PAPR可以幫助估算發(fā)射功率，從而幫助估算信號的傳輸距離。 3、PAPR可以用來評估信號的噪聲抑制能力。由于信號的脈沖性會影響信號的噪聲抑制能力，因此PAPR可以用來衡量信號的噪聲抑制能力。 4、PAPR可以用來評估信號的調制度。PAPR可以幫助估算信號的調制度，從而幫助估算信號的傳輸效率。 PAPR在通信中的應用越來越廣泛，它可以幫助估算信號的傳輸質量、發(fā)射功率、噪聲抑制能力和調制度等，從而幫助優(yōu)化信號的傳輸效率。 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、更好的傳輸質量、更高的數(shù)據速率和頻譜效率。然而，由于OFDM 符號是由多個獨立經過調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制，從而產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，導致信號產生非線性失真，造成明顯的頻譜擴展干擾以及帶內信號畸變，導致整個系統(tǒng)性能嚴重下降。高峰均比已成為MIMO-OFDM 的一個主要技術阻礙。 MIMO 多輸入多輸出通信技術 新一代移動通信(Beyond3G/4G)將可以提供高達100Mb/s甚至更高數(shù)據傳輸速率，支持從語音到多媒體的業(yè)務。數(shù)據傳輸速率可以根據這些業(yè)務所需的速率不同動態(tài)調整。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。MIMO技術充分開發(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。將二者有效的結合起來已成為下一代移動通信技術的熱點。 多輸入多輸出MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)無線通信技術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對這些數(shù)據流進行分離和解碼，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正交頻分復用技術 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)正交頻分復用技術，OFDM是一種MCM(Multi-Carrier Modulation)多載波調制技術。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制和解調可以采用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是關鍵的技術之一，可以結合分集，時空編碼，干擾和信道間干擾抑制以及智能天線技術，最大限度的提高了系統(tǒng)性能。 OFDM已經廣泛應用于廣播信道方式的寬帶數(shù)據通信系統(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)中空中接口技術研究的熱點之一。 MIMO-OFDM通信系統(tǒng) MIMO和OFDM在各自的應用領域有各自的優(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，OFDM被認為是下一代移動通信中的核心技術。4G需要高的頻譜利用率的技術，但OFDM提高頻譜利用率的能力畢竟有限。如果結合MIMO技術，可以在不增加系統(tǒng)帶寬的情況下提高頻譜效率。MIMO-OFDM技術可以提供更高的數(shù)據傳輸速率，又可以通過分集達到很強的可靠性，如果把合適的數(shù)字信號處理技術應用到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絡使用寬帶OFDM系統(tǒng)依靠MIMO技術消除陰影效應。 MIMO-OFDM系統(tǒng)能夠提供更大的覆蓋范圍、更好的傳輸質量、更高的數(shù)據速率和頻譜效率。然而，由于OFDM 符號是由多個獨立經過調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制，從而產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，導致信號產生非線性失真，造成明顯的頻譜擴展干擾以及帶內信號畸變，導致整個系統(tǒng)性能嚴重下降。高峰均比已成為MIMO-OFDM 的一個主要技術阻礙，因此必須設法降低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通信技術中峰值平均功率比（PAPR）顯得非常重要。
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、更好的傳輸質量、更高的數(shù)據速率和頻譜效率。然而，由于OFDM 符號是由多個獨立經過調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制，從而產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，導致信號產生非線性失真，造成明顯的頻譜擴展干擾以及帶內信號畸變，導致整個系統(tǒng)性能嚴重下降。高峰均比已成為MIMO-OFDM 的一個主要技術阻礙。 MIMO 多輸入多輸出通信技術 新一代移動通信(Beyond3G/4G)將可以提供高達100Mb/s甚至更高數(shù)據傳輸速率，支持從語音到多媒體的業(yè)務。數(shù)據傳輸速率可以根據這些業(yè)務所需的速率不同動態(tài)調整。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。MIMO技術充分開發(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。將二者有效的結合起來已成為下一代移動通信技術的熱點。 多輸入多輸出MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)無線通信技術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對這些數(shù)據流進行分離和解碼，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正交頻分復用技術 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)正交頻分復用技術，OFDM是一種MCM(Multi-Carrier Modulation)多載波調制技術。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制和解調可以采用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是關鍵的技術之一，可以結合分集，時空編碼，干擾和信道間干擾抑制以及智能天線技術，最大限度的提高了系統(tǒng)性能。 OFDM已經廣泛應用于廣播信道方式的寬帶數(shù)據通信系統(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)中空中接口技術研究的熱點之一。 MIMO-OFDM通信系統(tǒng) MIMO和OFDM在各自的應用領域有各自的優(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，OFDM被認為是下一代移動通信中的核心技術。4G需要高的頻譜利用率的技術，但OFDM提高頻譜利用率的能力畢竟有限。如果結合MIMO技術，可以在不增加系統(tǒng)帶寬的情況下提高頻譜效率。MIMO-OFDM技術可以提供更高的數(shù)據傳輸速率，又可以通過分集達到很強的可靠性，如果把合適的數(shù)字信號處理技術應用到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絡使用寬帶OFDM系統(tǒng)依靠MIMO技術消除陰影效應。 MIMO-OFDM系統(tǒng)能夠提供更大的覆蓋范圍、更好的傳輸質量、更高的數(shù)據速率和頻譜效率。然而，由于OFDM 符號是由多個獨立經過調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制，從而產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，導致信號產生非線性失真，造成明顯的頻譜擴展干擾以及帶內信號畸變，導致整個系統(tǒng)性能嚴重下降。高峰均比已成為MIMO-OFDM 的一個主要技術阻礙，因此必須設法降低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通信技術中峰值平均功率比（PAPR）顯得非常重要。
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