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目前,移动通信网络正在由第四代移动通信技术(4G)向第五代移动通信技术(5G)演进,5G在速率、能耗、时延和用户体验等方面有更高的要求,4G中采用的正交频分复用技术(OFDM)已不能很好地满足5G的新特性。广义频分复用(GFDM)作为5G的备选波形,一经提出就引起了广泛的关注。然而,作为一种多载波技术,GFDM系统具有较高峰均值功率比(PAPR)的缺陷也十分明显,甚至比OFDM系统的PAPR还要高。本文开展GFDM系统的PAPR性能优化算法和方案研究,具体研究内容如下:本文对GFDM系统PAPR性能进行了深入分析,通过总结现有文献的研究工作,据此得到对GFDM系统的PAPR性能优化思路,并给出设计GFDM信号PAPR抑制算法和方案的要求,即复杂度不太高,又没有牺牲BER性能,同时对GFDM信号的频谱没有大的影响。针对现有GFDM系统PAPR抑制算法普遍复杂度偏高的不足,从不同滤波器的相频特性不一样入手,本文设计了一种新的低复杂度降低GFDM系统PAPR的算法(RAF-GFDM)。该方法根据GFDM系统可以灵活选择滤波器结构的特点,通过对每路子载波随机分配不同的滤波器,调整信号叠加时的相位,达到改善GFDM的峰均值比分布,且不引起信号的畸变,从而有效抑制PAPR。理论分析和仿真结果证实,本文提出的算法在降低PAPR时没有增加额外的计算成本,且在一定程度上减少GFDM系统的带外衰减,因此具有更高的实际应用价值。针对现有GFDM系统PAPR抑制方案普遍存在牺牲误比特率(BER)性能的问题,本文给出了三种基于预编码矩阵的无失真PAPR抑制方案。首先从理论上推导了GFDM系统的PAPR性能和在同一时隙间传播的数据信号间的非周期自相关函数之间的关系,并利用线性矩阵变换改善PAPR的分布特点,得到DFT–Precoding、WHT-Precoding、DHT-Precoding三种不同的预编码矩阵,对输入的复数据信号线性变换,引入相位扰码,通过改变在同一时隙不同载波上传播的数据符号间的相关性,使GFDM信号的瞬时功率降低,从而达到降低系统PAPR的目的。这些方案属于线性处理,在抑制PAPR的同时保证不牺牲BER性能,且对GFDM信号的频谱没有大的影响。理论分析和仿真结果也验证了本文方案的性能和效果。