求补变换法OFDM峰均比抑制技术研究

论文摘要

正交频分复用（Orthogonal Frequency-division Multiplexing,OFDM）是一种将高速数据流转换为同时在多个正交等间隔的载波上发送数据的一种通讯方式。相对于传统的单载波调制,OFDM由快速傅立叶变换（Fast Fourier Transform,FFT）和快速傅立叶反变换（Inverse Fast Fourier Transform,IFFT）进行调制和解调,具有抗多径衰落,频谱资源灵活分配,实现简单等优点。已经为IEEE 802.11,IEEE 802.16,IEEE 802.20和第四代移动通信所采用。OFDM的输出信号由多个子载波叠加而成,信号峰值平均功率较高,对发送端对高功率放大器和模数转换器等器件的线性度要求很高,从而导致发送效率降低。为了解决这一问题,近几年在峰值平均功率比抑制技术这一领域,人们做了大量研究。现存有限幅,压缩扩张法,多路备选信息法,编码,星座图扩张等典型的OFDM的峰均比抑制方法。本文提出了一种基于求补变换的OFDM峰值平均功率比抑制方法,该方法在发射端对信号幅度服从高斯分布的OFDM信号进行求补变换,改变发射信号的概率密度分布,提高发射信号的平均功率,并在接收端通过求补反变换恢复信号,达到抑制信号的峰值平均功率比的目的。但当发射信号幅度较小,经过信道白噪声影响以后,接收端不能通过反变换准确恢复原信号,造成系统误码率的提升。本文接着针对求补变换法系统误码率较高的不足,提出了正交求补变换抑制法。本方法在对不同极性的OFDM信号添加标志位后再对其进行求补变换,使不同极性分别在正交的信道中进行传输,确保了发射信号在接收端的准确恢复。仿真表明,该方法相比求补变换法,提升了OFDM系统的性能,降低了误码率。最后,本文分析了在限幅法的基础上结合使用正交求补变换法的峰值平均比抑制效果。相比于单独使用限幅法和正交求补变换法,这种结合可以提高系统的性能。仿真表明,基于求补变换的峰值平均功率比抑制技术在较好达到降低OFDM峰值平均功率比的目标的同时,能够取得比正交求补法更低的误码率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 论文背景
• 1.3 峰值平均功率比研究现状
• 1.4 本文研究问题
• 1.5 论文结构及内容安排
• 第二章 OFDM 模型和峰值平均功率比的定义
• 2.1 引言
• 2.2 OFDM 介绍
• 2.2.1 基于连续时间方式的OFDM
• 2.2.2 离散时间方式的OFDM
• 2.2.3 离散傅立叶变换与OFDM
• 2.3 OFDM 模型和峰值平均功率比的定义
• 2.3.1 OFDM 模型
• 2.3.2 峰值平均功率比的定义
• 2.4 现存降低峰值平均功率比的方法
• 2.4.1 传统限幅法
• 2.4.2 压缩扩张法
• 2.4.3 星座图降低峰平比技术
• 2.4.4 TI 技术
• 2.4.5 多路备选信息法
• 2.4.6 编码
• 2.5 本章小结
• 第三章 求补变换法
• 3.1 引言
• 3.2 求补变换法介绍
• 3.3 求补变换法的理论分析
• 3.4 求补变换法的局限性
• 3.5 仿真结果及分析
• 3.5.1 仿真一
• 3.5.2 仿真二
• 3.5.3 仿真三
• 3.5.4 仿真四
• 3.5.5 仿真五
• 3.5.6 仿真六
• 3.5.7 仿真小结
• 3.6 本章小结
• 第四章 正交求补变换法
• 4.1 引言
• 4.2 带虚部求补变换法的提出
• 4.3 求补变换法的理论分析
• 4.4 仿真结果及分析
• 4.4.1 峰均比抑制效果的仿真及其分析
• 4.4.2 正交求补变换法的误码率分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 限限幅正交求补变换法
• 5.1 引言
• 5.2 限幅正交求补变换法的提出
• 5.3 仿真结果及分析
• 5.3.1 峰均比抑制效果分析
• 5.3.2 误码率分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 全文的主要贡献
• 6.2 下一步的建议和未来的研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 攻读硕士学位期间的研究成果