降低OFDM系统峰均比的研究

降低OFDM系统峰均比的研究

论文摘要

正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)属于多载波传输调制技术中的一种,其多个子载波之间相互正交,因此可以高效地利用其频谱资源,并且还可以有效的抵抗频率选择项衰落。正是由于其显著的优点,正交频分复用技术逐渐发展成为超B3G、4G技术的核心技术之一。然而在数据传输过程中OFDM系统的多个子载波相互叠加,这将会产生较大的峰值功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR),且给系统带来非线性失真,同时这要求系统内的非线性功率放大器等器件具有较大的动态范围。因此,为了有效抑制OFDM系统较高的峰均比值,提高功率放大器的放大效率,有必要对OFDM系统较高的峰均比值进行抑制。针对以上问题,本文将对降低OFDM系统峰均比技术问题展开研究。其中需要确定三个系统参数:带宽、子载波数、比特速率和时延扩展。每个子信道中的数据调制采用QPSK调制方式,4倍过采样技术。该系统的参数如下:带宽:15MHz;子载波数:128个;比特速率:20Mbit/s;时延扩展:200ns。首先从OFDM系统原理入手,阐述了峰均比的产生和定义,峰均比的概率分布问题和峰均比抑制好坏的衡量指标——互补累计分布函数(Complementary Cumulative Distribution Function, CCDF)。接下来讨论了现有三种主要抑制峰均比的关键技术,包括信号畸变技术、信号编码技术、概率类技术。在概率类技术中,重点研究了三种次优部分传输序列搜索算法(partial transmit sequence,PTS):迭代次优算法、双层相位序列算法和格图因子搜索算法。通过对双层相位序列算法和格图因子搜索算法分析比较,引入自适应思想:在迭代的过程中,设定一定的峰均比门限值,作为搜索进行与否的条件,从而提出了一种能有效降低峰均比的算法,即改进型双层相位序列算法。相比较双层相位序列算法和格图因子搜索算法,仿真结果表明,改进型双层相位序列算法能够有效地降低OFDM系统的峰均比,可以降低峰均比至少1dB,并且算法复杂度只有前两者算法的70%;另外该算法对相位因子序列能进行快速有效的搜索,具有一定的灵活性。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 OFDM 技术研究背景
  • 1.2 OFDM 技术发展现状
  • 1.3 OFDM 技术优缺点
  • 1.3.1 OFDM 技术优点
  • 1.3.2 OFDM 技术缺点
  • 1.4 OFDM 技术基本原理
  • 1.4.1 OFDM 技术及基本原理
  • 1.4.2 OFDM 技术调制的DFT 实现
  • 1.5 本论文的选题和结构安排
  • 第二章 OFDM 系统峰均比
  • 2.1 峰均比及其描述
  • 2.1.1 峰均比的产生和定义
  • 2.1.2 峰均比的概率分布
  • 2.1.3 过采样对峰均比的影响
  • 2.2 峰均比抑制技术简介
  • 2.2.1 信号畸变技术
  • 2.2.2 信号编码技术
  • 2.2.3 概率类技术
  • 2.3 本章小结
  • 第三章 次优PTS 算法
  • 3.1 次优迭代PTS 算法
  • 3.2 双层相位序列算法
  • 3.3 格图因子搜索算法
  • 3.4 三种次优PTS 算法的比较
  • 第四章 改进型双层相位序列算法
  • 4.1 改进型双层相位序列算法介绍
  • 4.2 改进型双层相位序列算法和其他次优PTS 算法比较
  • 4.2.1 改进型双层相位序列算法和迭代次优PTS 算法比较分析
  • 4.2.2 改进型双层相位序列算法和双层相位序列算法比较分析
  • 4.2.3 改进型双层相位序列算法和格图因子搜索算法比较分析
  • 4.2.4 改进型双层相位序列算法门限值的比较分析
  • 4.3 本章小结
  • 第五章 结论
  • 5.1 全文结论及主要工作
  • 5.2 下一步的工作和研究方向
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻硕期间取得的研究成果
  • 相关论文文献

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