基于信號優(yōu)化的OFDM系統(tǒng)峰值功率控制算法研究.pdf

1、下一代的無線通信系統(tǒng)的目標(biāo)是實現(xiàn)高速率、高可靠性的寬帶無線數(shù)據(jù)傳輸，同時能更好的適應(yīng)用戶對高碼率多媒體應(yīng)用的需求。正交頻分復(fù)用就是這樣一種技術(shù)，它具有頻譜效率高和抵抗頻率選擇性衰落的能力強的特點，因而被許多通信標(biāo)準(zhǔn)列為物理層的關(guān)鍵技術(shù)之一。諸如基于IEEE802.11n的下一代無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)、基于IEEE802.16e的WiMAX技術(shù)以及被稱為準(zhǔn)4G的長期演進(jìn)技術(shù)(LTE)等。高峰均比問題是正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的瓶頸之一，它會產(chǎn)生非線性失

2、真，對系統(tǒng)的硬件提出更高的要求，增加實現(xiàn)的成本。針對上述問題，本文主要通過對傳輸信號進(jìn)行優(yōu)化，研究了OFDM系統(tǒng)峰值功率控制的問題。
　　本文首先分析了正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中一些亟待解決的問題。在分析正交頻分復(fù)用技術(shù)基本理論的基礎(chǔ)上，給出了系統(tǒng)框圖，并指出了峰均比模塊在整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程中的位置，給出了峰均功率比的定義、分布。然后對現(xiàn)有算法優(yōu)缺點做出了比較詳細(xì)的總結(jié)和歸納，提煉出了算法的相關(guān)思想，重點討論了部分傳輸序列法，通過使用迭代移

3、位進(jìn)行線性搜索對原始算法進(jìn)行了改進(jìn)，大幅度減小了算法的復(fù)雜度。
　　其次，本文對星座擴(kuò)展法進(jìn)行了詳細(xì)的研究。星座擴(kuò)展法是一個非線性規(guī)劃問題，本質(zhì)是對調(diào)制符號附加偏移，本文通過凸集投影算法解決了這個問題。針對凸集投影算法收斂速度較慢的問題，本文將濾波后的值放大m倍以提高收斂速度，并引入了一個在數(shù)據(jù)上呈現(xiàn)多零的預(yù)限幅向量，大大減小了系統(tǒng)進(jìn)行傅里葉變換時的計算量，通過梯度投影解決了這個非線性規(guī)劃問題。與原有算法相比，梯度投影算法能加快收

4、斂速度，并具有良好的峰值功率控制能力。
　　最后，本文提出了一種基于部分傳輸序列和星座擴(kuò)展聯(lián)合思想的信號優(yōu)化新算法：優(yōu)選梯度投影算法。優(yōu)選梯度投影算法通過前置改進(jìn)的部分傳輸序列算法進(jìn)行序列優(yōu)選，輸出信號作為級聯(lián)的星座擴(kuò)展模塊的輸入信號，采用梯度投影算法以次優(yōu)解代替最優(yōu)解，提高了算法的收斂速度。本文詳細(xì)分析了優(yōu)選梯度投影算法的復(fù)雜度和實現(xiàn)原理，并給出了系統(tǒng)框圖。仿真結(jié)果和分析表明，優(yōu)選梯度投影算法不但具有良好的峰值功率控制效果，并且