OFDM系統(tǒng)中峰均功率比的研究.pdf

1、正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)具有抗多徑衰落能力強(qiáng)、頻譜效率高、可用快速傅立葉變換進(jìn)行基帶實(shí)現(xiàn)和簡單的頻域均衡等優(yōu)點(diǎn)，因而己成為高速無線通信系統(tǒng)中經(jīng)常采用的一種技術(shù)。但是，OFDM系統(tǒng)的主要缺陷之一是信號(hào)具有較高的峰均功率比(Peak to Average Power Ratio，PAPR)，當(dāng)OFDM信號(hào)通過線性范圍有限的高功率放大器時(shí)，容易造成信號(hào)的非線

2、性失真，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的誤碼率性能下降和帶外能量泄露。因此，本文針對(duì)OFDM系統(tǒng)中的峰均比問題進(jìn)行研究，在分析和總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，提出了如下三種降低OFDM信號(hào)峰均比的算法，其主要內(nèi)容為： 1．非線性壓縮擴(kuò)張方法是降低OFDM信號(hào)峰均比的一類重要方法。本文對(duì)現(xiàn)有的幾種具有代表性的壓縮擴(kuò)張方案進(jìn)行了深入的研究，在對(duì)其進(jìn)行理論推導(dǎo)和分析證明的基礎(chǔ)上，修正了其中關(guān)鍵參數(shù)的取值；并提出了一種新的非線性壓縮擴(kuò)張方案，該方案在保證壓縮

3、擴(kuò)張變換前后信號(hào)的平均功率不變的同時(shí)，能夠?qū)FDM信號(hào)的振幅從所服從的瑞利分布變換為線性分布，這樣適當(dāng)?shù)卦龃笮≌穹盘?hào)出現(xiàn)的概率，同時(shí)減小大振幅信號(hào)出現(xiàn)的概率，從而達(dá)到降低信號(hào)峰均比的目的。理論分析表明，新的壓擴(kuò)方法能夠在保持原信號(hào)平均功率不變的情況下使峰均功率比降低到7.8dB以下。仿真結(jié)果也驗(yàn)證了有關(guān)分析，結(jié)果表明新方案在降低峰均比和系統(tǒng)誤碼率之間達(dá)到了較好的折中，具有較高的實(shí)用價(jià)值。 2．為了進(jìn)一步降低本文提出的新壓縮擴(kuò)

4、張方案的誤比特率，減小帶外功率輻射，本文在前人提出的受限剪波方案的基礎(chǔ)上，將壓縮擴(kuò)張與受限剪波相結(jié)合，提出了一種新的低復(fù)雜度受限壓擴(kuò)方案。該方案首先對(duì)OFDM信號(hào)在時(shí)域內(nèi)進(jìn)行非線性壓擴(kuò)，然后在頻域?qū)ζ溥M(jìn)行帶內(nèi)和帶外處理，最后再變換成時(shí)域信號(hào)傳輸。仿真結(jié)果表明，與單純的非線性壓擴(kuò)方案相比，采用新方案能夠達(dá)到改善系統(tǒng)性能的目的；同時(shí)，與單純的受限剪波方案相比，可以避免參數(shù)選擇所需的大量嘗試和運(yùn)算，而且信號(hào)的平均功率在系統(tǒng)處理過程中保持不變，

5、其結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)施，實(shí)用性強(qiáng)，其代價(jià)是系統(tǒng)的峰均比性能略有下降。 3．用來降低OFDM信號(hào)峰均比的另外一種傳統(tǒng)方法是部分發(fā)送序列(PartialTransmit Sequence，PTS)，該方法的主要缺陷在于系統(tǒng)需要進(jìn)行大量的復(fù)雜運(yùn)算。本文在分析PTS-OFDM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出了一種新的自適應(yīng)冗余序列方法。通過預(yù)先設(shè)定PAPR性能門限并自適應(yīng)地調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)的取值，新方案可以在保證系統(tǒng)具有較好的PAPR性能的前提下，有效地降