降低正交頻分復(fù)用系統(tǒng)峰均功率比算法的研究大慶油田由于油氣田眾多，分布地域廣，面臨著外圍油田人員短缺、工作環(huán)境艱苦、開發(fā)成本高，老區(qū)油田面臨著產(chǎn)能建設(shè)規(guī)模大、新增用工壓力加大，安全環(huán)保手段亟待提升等現(xiàn)實問題。2010年，油田公司要求完善信息管理平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動采集、過程自動控制、故障自動預(yù)警、場景視頻監(jiān)控，打造“數(shù)字油田”，目前，已經(jīng)完成了對大慶老區(qū)、外圍和高寒地區(qū)開展數(shù)字化技術(shù)和應(yīng)用研究，并取得可觀的經(jīng)濟效益，適合推廣應(yīng)用于大慶所有采油廠，但目前有線的信息傳輸方式無論是從信息傳輸速率還是帶寬方面都無法滿足全面推廣數(shù)字化油田的需求，而4G移動通信系統(tǒng)以傳輸速度快，實時性好和帶寬寬而著稱，能夠很好的滿足大慶進行數(shù)字化油田建設(shè)的需求，其核心技術(shù)是正交頻分復(fù)用(OFDM:OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)技術(shù)。OFDM技術(shù)是一種多載波調(diào)制技術(shù)，由于具有抗多徑干擾能力強和頻譜利用率高等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于DVB（數(shù)字視頻廣播）、DAB(數(shù)字音頻廣播)、WLAN(無線局域網(wǎng))等領(lǐng)域。然而，OFDM系統(tǒng)中一個最主要的瓶頸在于系統(tǒng)中OFDM信號的峰均功率比(PAPR,PeaktoAveragePowerRatio)很大，這就要求系統(tǒng)中相應(yīng)的如功率放大器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器等器件要有足夠大的線性動態(tài)范圍（否則可能會導(dǎo)致這些器件的低效率和整個系統(tǒng)的性能下降），一旦這些部件的線性動態(tài)范圍不能達到要求，就會引起信號的削波失真，致使整個系統(tǒng)通信質(zhì)量下降，因此必須采用一定的技術(shù)降低OFDM系統(tǒng)的峰均功率比，提高OFDM系統(tǒng)的整體性能。針對上述問題，本文重點就如何能夠有效的降低OFDM系統(tǒng)峰均功率比的算法進行了研究。首先，論文就限幅濾波法、壓縮擴展變換法和矩陣變換法等信號預(yù)畸變技術(shù)進行相應(yīng)的研究。針對限幅濾波算法，就限幅率與系統(tǒng)PAPR的降低效果之間的關(guān)系進行分析，研究表明提高整個系統(tǒng)的PAPR性能和降低系統(tǒng)誤碼率的性能是相互矛盾的，因此必須進行綜合考慮。針對傳統(tǒng)的壓縮擴展變換法，提出迭代次數(shù)μ為3的壓擴變換，通過對系統(tǒng)PAPR和誤碼率性能的仿真，與傳統(tǒng)的壓擴變換相比，在其BER基本不變的情況下，明顯的降低了OFDM信號的PAPR，在一定程度上實現(xiàn)了抑制OFDM系統(tǒng)的高PAPR。根據(jù)PAPR的產(chǎn)生原因，發(fā)現(xiàn)通過矩陣變換能夠降低數(shù)據(jù)序列非周期自相關(guān)性，通過尋求相應(yīng)的變換矩陣進行變換的方法，從而達到降低系統(tǒng)的PAPR值的效果。通過仿真表明，矩陣變換法能夠在不改變系統(tǒng)誤碼率的情況下實現(xiàn)對系統(tǒng)PAPR值的降低。其次，詳細研究信號擾碼技術(shù)中兩種典型的降低系統(tǒng)峰均功率比的方法：選擇性映射法（SLM,SelectedMapping）和部分傳輸序列法（PTS,PartialTransmitSequence）。針對傳統(tǒng)的SLM方法計算量大的問題，提出了選取統(tǒng)計獨立向量數(shù)U=4和利用矩陣變換替換部分IFFT變換的改進的SLM方法，通過仿真驗證該改進的SLM方法可以在減小計算量但又不增加系統(tǒng)誤碼率的情況下改善系統(tǒng)的PAPR性能。通過對PTS方法的研究，提出了選用迭代優(yōu)化算法尋求加權(quán)系數(shù)，采用載波數(shù)K=128、子塊分割數(shù)V=8和采用降低效果也比較好且性能也比較穩(wěn)定的相鄰分割的改進的PTS方法，仿真結(jié)果表明，改進的PTS方法能夠在不改變系統(tǒng)誤碼率的前提下，實現(xiàn)對系統(tǒng)PAPR值的降低。最后，論文提出基于以上幾種算法的組合算法來降低OFDM系統(tǒng)中的峰均功率比PAPR。首先提出了矩陣變換法與改進的PTS和矩陣變換法與改進的SLM相結(jié)合的組合算法，這種算法是通過利用變換矩陣來改善數(shù)據(jù)的非周期自相關(guān)性來實現(xiàn)對系統(tǒng)PAPR值的降低，這種算法能在保證誤碼率的前提下降低系統(tǒng)的PAPR，但這種算法的計算量會增大。其次，根據(jù)限幅法和改進的PTS與改進的SLM方法性能互補的特性，提出了限幅法與改進的PTS的組合算法和限幅法與改進的SLM的組合算法，研究其級聯(lián)次序，找到組合算法的最佳級聯(lián)順序，對組合算法的PAPR性能和誤碼率性能進行仿真，驗證限幅法與改進的PTS和改進的SLM的組合算法對降低系統(tǒng)峰均功率比的可行性和有效性。隨后，根據(jù)壓縮