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MD-OFDM：一种适用于资源受限应用的节能

低峰均功率比MIMO-OFDM变体

RahulGuliaRochesterInstituteofTechnology

Rochester,NY,USA

rg9828@rit.edu

摘要—正交频分复用（OFDM）结合多输入多输出些关键问题。与传统的激活所有发射天线跨越所有子载

（MIMO）技术构成了现代无线通信系统的基础。虽然提供了波的MMSEMIMO-OFDM不同，MD-OFDM采用按

高光谱效率和鲁棒性，传统的MIMO-OFDM，特别是使用如子载波的发射天线选择策略，仅为每个子载波激活一个

本最小均方误差（MMSE）这样的复杂均衡器时，由于多个活动射

发射天线。这种有针对性的方法被认为可以减少建设性

译频（RF）链路而遭受高峰值平均功率比（PAPR）和显著的功耗干扰，从而降低峰均功率比（PAPR），并通过最小化活

中问题。本文提出并数学建模了一种替代系统，称为多维OFDM跃射频链路来降低整体功耗。我们将详细阐述该系统的

（MD-OFDM），该系统采用每个子载波发射天线选择策略。通

1过仅激活每个子载波的一个发射天线，MD-OFDM旨在减少数学公式，包括其误码率（BER）、能效（EE）和峰均

v

3PAPR、降低功耗并改善误码率（BER）性能。我们提供了详功率比模型，并讨论其潜在应用。

2细的数学公式以计算BER、能效（EE）和PAPR，并讨论了

6II.问题陈述

3MD-OFDM在各种应用中的适用性，尤其是在能量受限和成本

1.敏感的场景中，如物联网（IoT）和低功耗广域网络（LPWAN）。传统的MIMO-OFDM系统面临两个主要挑战：

7仿真结果显示，与MMSEMIMO相比，MD-OFDM实现1)高峰值功率与平均值功率比（PAPR）：多个独立

0了更优的BER和显著降低的PAPR，尽管由于减少的频谱复

5调制的子载波的叠加，特别是在多个发射天线同

2用而在峰值整体能效方面有所折衷。

:时激活的情况下，可能导致时域信号中的瞬时功

vIndexTerms—MIMO-OFDM,MD-OFDM,峰均功

i率峰值非常高。这种高峰均功率比会将功率放大

x率比(PAPR),能量效率,误码率(BER),天线选择,无线通信,

r器推入非线性区域，导致信号失真，并需要回退

a物联网(IoT).

操作，这降低了功率效率并增加了硬件成本。

I.介绍2)高能耗：在MIMO系统中部署多个发射和接收射

正交频分复用（OFDM）是现代无线通信系统的频链路，以及复杂的信号处理算法（例如MMSE

一项核心技术，因为它具有较强的抗多径衰落能力和均衡）带来的计算复杂性，导致了显著的能量消

高谱效率[1]。当与多输入多输出（MIMO）技术结合耗。这是电池供电设备以及在“绿色通信”背景

时，MIMO-OFDM通过实现空间复用或多样性显著提下整个网络能耗足迹的一个关键问题。

高了数据速率和系统容