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在第五代移动通信网络(The Fifth Generation Mobile Communication Network,5G)研究过程中,为了拓宽通信带宽,学术界和工业界逐渐将研究的重点放在毫米波频段。但随着频谱范围扩大,给空口波形设计带来了新的挑战。在前期的工作中,正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)在收发机结构、与大规模多输入多输出的兼容性、对相位噪声敏感程度等方面表现优异。但是在毫米波频段下,OFDM系统存在很高的峰值平均功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)问题,以及由于多普勒效应和相位噪声产生的载波间干扰(Inter-Carrier Interference,ICI)等问题,这些问题导致OFDM在实际应用中受到限制。因此本文主要针对毫米波频段下OFDM系统中存在的PAPR和ICI两个问题提出相应的优化方案。本文主要内容概括如下:1.针对毫米波频段OFDM系统中ICI的问题,首先从相位噪声和多普勒效应的角度分析毫米波频段中ICI的变化,采用载波干扰比对ICI进行量化分析。然后提出了一种基于自消除的优化方案,该方案把数据调制到一组镜像子载波上,加入人工相位和共轭的处理。为了进一步降低ICI,在接收端通过相应的线性组合接收信号,最后对最优相位进行求解。仿真结果表明,在OFDM及其优化系统中,本文提出的优化方案在高频偏情况下能够获得更好的载波干扰比,并且稍微改善了系统的误码率。2.针对毫米波频段OFDM系统中PAPR上升的问题,该方案在传统的部分传输序列(Partial Transmit Sequence,PTS)方法上设置一个动态的阈值,对高于阈值的信号进行PTS处理。将候选因子作为矩阵的形式,利用梯度下降算法对矩阵中的元素进行幅值和相位的最优搜索。为了进一步降低搜索的复杂度,引入预编码矩阵的设计思想优化矩阵。仿真结果表明,相较于传统的解决方法,本文的算法在不影响复杂度的前提下能够实现更好的PAPR优化效果。