正交时频空间系统非零酉矩阵预编码的高峰均功率比抑制理论与方法

来源：电子与信息学报杂志2026年第4期北京时间：

作者：曾俊龙, 蒋占军, 刘浩翔, 张华卫, 李翠然

单位：兰州交通大学 兰州 730070

摘要：正交时频空间(OTFS)调制虽然能够有效对抗高速移动通信场景中的多普勒频移，但仍存在高峰均功率比(PAPR)问题。既有OTFS框架多采用常模酉矩阵预编码，在不牺牲误码率(BER)的前提下能兼顾一定的PAPR抑制效果，然而常模约束压缩了可设计维度，使得进一步抑制PAPR成为瓶颈。为此，该文首先将OTFS常模酉矩阵构造推广到更一般的非零酉矩阵预编码，并在混合与谱衰减等条件下证明了非零酉矩阵的理论是多种OTFS变体保持优异BER性能的原因。此外，该文将扩展理论表述为含酉性与均匀性约束的PAPR最小化，以CVX获得近似最优基准，并提出基于交替方向乘子法(ADMM)的高效算法以克服CVX的复杂度瓶颈。仿真结果表明，该框架能够实现约2.7\begin{document}$ \sim $\end{document}3.1 dB的PAPR降低，且所提ADMM算法将单帧计算时间缩减至CVX的1/1 000，并能通过参数调节在PAPR与BER性能之间实现有效平衡。

关键词：正交时频空间, 峰均功率比, 酉预编码, 交替方向乘子法

基金资助：国家自然科学基金(62161016)， 甘肃省自然科学基金(26JRRA053)