多载波系统峰均比技术的研究

论文摘要

多载波通信技术由于具有抗频率选择衰落和频谱效率高等优点，是一种适于无线环境下高速数据传输的技术；多天线的多入多出系统结构为增大系统容量，提高数据传输速率和传输质量提供了可能，二者均是新一代移动通信中的核心技术。采用多入多出的多载波通信系统结构能够提供更大的覆盖范围，更好的传输质量，更高的数据速率和频谱效率。多载波通信技术所存在的高峰值平均功率比（Peak-to-Average Power Ratio，PAPR）的问题严重影响了其应用，因此对这个问题进行了简单的研究。本文首先介绍了多载波系统的基本原理，给出了正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）系统及其模型，以及OFDM系统相应的优缺点，并分析了现有峰均比抑制技术的性能。其次，介绍了基于概率类技术抑制峰均比的方案，并在传统的部分传输序列（Partial Transmit Sequence，PTS）方案上作了一些修改。修改后的方案比传统的方案性能好，搜索次数少，无须遍历所有的值，但系统较为复杂。对非线性压缩扩张技术抑制峰均比的方案进行了分析，分析了传统的压缩扩张技术的不足，并对多载波信号干扰技术进行了简单地介绍。针对多载波干扰中载波等间隔和非等间隔这两种情况，分别采用Narahashis相位方案、时间掩模法和一种基于利用补偿信号的修改方案及牛顿寻优法来降低峰均比。最后，对全文进行总结，并展望了将所研究的技术实用化的进一步工作及方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 多载波技术的特点
• 1.3 多载波系统中峰均比抑制技术现状
• 1.4 论文研究的内容及安排
• 第二章 多载波系统概述及峰均比描述
• 2.1 多载波通信技术简述
• 2.1.1 OFDM信号的分析
• 2.1.2 OFDM实现方法
• 2.1.3 典型的COFDM系统架构
• 2.2 多载波通信系统中峰均比及其统计特性
• 2.2.1 峰均比的定义
• 2.2.2 PAPR统计分布
• 2.3 高功率放大器对多载波信号的影响
• 第三章 基于概率类技术减小峰均比
• 3.1 概率类技术原理
• 3.2 选择映射（SLM）
• 3.3 部分传输序列（PTS）
• 3.3.1 PTS的原理
• 3.3.2 PTS迭代算法
• 3.3.3 修改的PTS迭代算法
• 第四章 非线性压缩扩张技术抑制峰均比
• 4.1 压缩扩张算法的原理
• 4.2 传统的压缩扩张变换方法的不足
• 4.3 非线性压缩扩张算法
• 4.4 仿真结果及分析
• 第五章 多载波干扰中降低峰均比的研究
• 5.1 多载波干扰概述
• 5.2 在等间隔干扰中峰均比的研究
• 5.2.1 Narahashi相位法
• 5.2.2 时间掩模法
• 5.3 非等间隔干扰中峰均比的研究
• 5.3.1 补偿法
• 5.3.2 补偿法的改进
• 5.3.3 仿真结果与分析
• 5.3.4 牛顿寻优法
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本论文工作总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间的研究成果