寬帶無線OFDM系統(tǒng)中降低峰均功率比的研究.pdf

1、OFDM技術(shù)由于具有很高的頻譜利用率、良好的抗多徑衰落性能、高效的數(shù)據(jù)傳輸能力，長期以來一直受到了廣泛的關(guān)注。目前，OFDM已經(jīng)被公認(rèn)為是下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，但OFDM信號(hào)具有較大的PAPR，容易引起系統(tǒng)性能降級(jí)。因此PAPR已成為限制OFDM技術(shù)在實(shí)際中應(yīng)用的主要瓶頸之一，如何抑制PAPR也是通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于MIMO-OFDM系統(tǒng)的空中接口自適應(yīng)技術(shù)研究”(NO.60496315)的資

2、助下對(duì)OFDM系統(tǒng)中的PAPR問題進(jìn)行了研究。
　　 論文首先提出了一種新的基于分布的壓擴(kuò)變換技術(shù)來降低OFDM信號(hào)的PAPR。其基本思想是將原始OFDM信號(hào)的實(shí)部、虛部或幅度的分布變成有界的分布。對(duì)于不同的參數(shù)，所提出的壓擴(kuò)變換具有不同的表達(dá)形式。論文證明了已知的基于誤差函數(shù)、指數(shù)函數(shù)的壓擴(kuò)變換實(shí)際上是所提出壓擴(kuò)變換的特殊情況。論文還推導(dǎo)出了所提壓擴(kuò)變換的一個(gè)新的更簡單的表達(dá)式。仿真結(jié)果表明這一新的壓擴(kuò)變換不僅在保持信號(hào)平均功

3、率不變的前提下有效降低信號(hào)的PAPR，而且具有比已知的率壓擴(kuò)、改進(jìn)的率壓擴(kuò)、誤差函數(shù)壓擴(kuò)以及指數(shù)函數(shù)壓擴(kuò)更好的系統(tǒng)性能。
　　 其次，論文提出了兩種新的flipping改進(jìn)算法。第一種改進(jìn)是對(duì)flipping算法的迭代方式進(jìn)行改進(jìn)。其基本思想是對(duì)形成的PTS序列進(jìn)行不同的分組，然后將分組作為一個(gè)整體進(jìn)行迭代。迭代方式改進(jìn)后的flipping算法降低PAPR的性能更加靈活。仿真結(jié)果表明，不同的分組形式具有不同的降低PAPR的能力，

4、而且都優(yōu)于原始的flipping算法，而且原始的PTS方案以及flipping算法均可作為改進(jìn)算法的特例。第二種改進(jìn)是對(duì)flipping算法序列變換方式的推廣。我們選取了五種簡單的序列變換方式，對(duì)于這些變換，接收端可以利用傅立葉變換的性質(zhì)方便地恢復(fù)輸入數(shù)據(jù)序列，從而避免了計(jì)算復(fù)雜度的增加。仿真結(jié)果顯示，在計(jì)算復(fù)雜度相當(dāng)?shù)那闆r下，當(dāng)子組數(shù)量不多的時(shí)候，其中的一些變換方式降低PAPR的性能要強(qiáng)于原始flipping算法，甚至要優(yōu)于PTS方案

5、。
　　 然后，論文研究了降低信號(hào)PAPR的酉變換技術(shù)。先前的研究指出對(duì)輸入序列進(jìn)行Hadamard變換可以減少信號(hào)的PAPR，但這些研究并沒有給出理論上的證明。本論文的貢獻(xiàn)在于，從理論上證明了包括Hadamard變換在內(nèi)，對(duì)輸入數(shù)據(jù)序列進(jìn)行任意一種酉變換都可以減少序列的非周期自相關(guān)性，從而達(dá)到降低信號(hào)PAPR的目的。論文還對(duì)酉變換后信號(hào)的BER以及PSD性能進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明酉變換不會(huì)對(duì)信號(hào)BER和PSD造成影響。仿真結(jié)

6、果證實(shí)了我們的分析。與剪波、壓擴(kuò)法相比，酉變換不會(huì)導(dǎo)致信號(hào)BER和PSD的降級(jí)。與SLM以及PTS方案相比，酉變換計(jì)算復(fù)雜度低且無需發(fā)送邊帶信息，因此酉變換是一種有希望的抑制信號(hào)PAPR的技術(shù)。
　　 最后，論文對(duì)MIMO-OFDM系統(tǒng)中的PAPR問題進(jìn)行了研究，分析了剪波法在STBC MIMO-OFDM系統(tǒng)中的性能。論文對(duì)兩種不同的剪波方式進(jìn)行了研究，理論分析表明在空時(shí)編碼前剪波有助于提高系統(tǒng)的性能。論文推導(dǎo)了在這種剪波方式下