正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiple)技术以其频谱利用率高、抗多径干扰能力强等优点,在包括目前5G在内的一些宽带高速无线通信系统中得到广泛应用。同时,OFDM技术也存在诸如带外(OOB,Out-of-Band)辐射高、对频偏/时偏比较敏感等一些不足。针对OFDM技术的不足,一些具有更优性能的新型多载波技术近年来被提出,其中广义频分复用(GFDM,Generalized Frequency Division Multiplexing)技术是一种代表性技术。GFDM具有带外辐射低、时频聚焦性高等优点,是OFDM的一种潜在的替代性技术,有望在未来宽带高速无线通信系统中得到应用。但是,包括OFDM及GFDM在内的多载波系统存在的一个共性问题是信号的功率峰均比(PAPR,Peak-to-Average Power Ratio)过高,对系统的误比特率(BER,Bit Error Rate)性能及高功率放大器(HPA,High Power Amplifier)效率都带来比较严重的影响。目前已有的PAPR抑制技术,仍然需要在算法复杂度、OOB辐射抑制、BER性能等方面进行进一步改进和提升,以满足当前及未来实际应用中对多载波技术所提出的需求。论文针对OFDM及GFDM两类多载波系统中已有的PAPR抑制技术存在的不足进行改进,所做的创新性工作主要包括以下三个方面:首先,论文提出了 一种基于概率密度分布函数(PDF,Probability Density Function)切线线性化处理的非线性压扩算法,用于降低OFDM系统的PAPR,同时尽可能抑制信号的OOB辐射并保证系统的BER性能。不同于已有的基于PDF函数调整的PAPR抑制算法,论文设计了一种新的具备连续可导特性的PDF函数。为了保证压扩信号的PAPR值小于目标阈值,首先对OFDM信号幅度的原有PDF函数在对应最大幅度处进行截断。然后原有PDF函数的低值段和中值段分别进行幅度的缩放和线性化处理,其中线性化处理后的中值段函数为缩放处理后的低值段函数在转折点处的切线。基于调整后的PDF函数,推导了新的非线性压扩函数。所设计的方案能产生较低的OOB辐射。论文在功率守恒以及概率守恒的联合约束条件下,分析并给出了压扩函数参数的求解方法,同时推导了压扩后信号最大幅度的理论取值范围,该理论取值范围有助于实际应用中对参数进行合理选择。为了提升系统的BER性能,针对所设计的新的压扩算法,论文同时提出了一种新的基于干扰抵消的接收方法。通过仿真表明,与已有同类算法相比,在相同的PAPR抑制性能下,所提出的算法具有更低的OOB辐射、更好的BER性能。然后,本文提出了基于PDF函数缩放处理的非线性压扩算法设计。一般来说,压扩后的信号幅度PDF越接近原始信号幅度的PDF曲线,压扩对信号造成的畸变就越小,压扩后的信号的OOB辐射就越低。提出的算法充分考虑了原始信号的统计特性并将其与限幅理论相结合,通过对原始信号幅度的PDF曲线在横坐标尺度进行扩张,幅度上进行缩放,在一定的程度上可以使小幅度信号进行适当的放大;而最后的截断处理则可以保证压扩信号的峰值在要求的范围内,使得幅度大于截止值的信号被压缩。与其他的基于PDF函数调整的压扩算法不同的是,该算法没有分段处理操作,这有利于使压扩后信号具有更低的OOB辐射;且压扩函数形式简单,具有更大的参数调整范围,可以满足更多的实际需求。仿真结果表明,提出的压扩方案能有效地降低OFDM信号的PAPR,与现有的压扩算法相比,在相同的PAPR性能水平下,有更低的OOB辐射。最后,本文提出一种GFDM系统中基于符号重叠特性的m-SLM算法来降低GFDM信号的PAPR。GFDM系统是一种以循环块结构为基础的非正交载波系统,符号之间存在着重叠。因此使用选择性映射(SLM,Selective Mapping)算法选取最佳相位时,必须考虑其他符号对于当前符号的影响;若是将所有符号对于当前符号的影响都考虑在内,计算量将相当大,所以本文只考虑前面符号对当前符号的影响,这样可以保证在不提升复杂度的同时获得更好的PAPR抑制性能。改进的SLM算法充分考虑了 GFDM符号之间在时域上的重叠性,优化了计算最优相位的惩罚函数,使得相比于传统的SLM算法,该算法在复杂度上相同,但PAPR抑制性能却有了很大提升。