OFDM系統(tǒng)中的非線性失真問題研究.pdf

1、由于可以將復(fù)雜時(shí)域均衡器轉(zhuǎn)換為簡單易實(shí)現(xiàn)的頻域均衡器(Frequency Domain Equalizer,FDE),正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技術(shù)被廣泛應(yīng)用在高速寬帶通信系統(tǒng)中。但OFDM技術(shù)具有高峰均比(Peak-to-Average Ratio,PAR)缺點(diǎn),并且需要使用高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter,

2、ADC),因而會(huì)降低功率放大器(Power Amplifier,PA)的放大效率并增大模數(shù)轉(zhuǎn)換器的功耗。使用軟包絡(luò)限幅器和低位寬模數(shù)轉(zhuǎn)換器已經(jīng)被證明可以有效地解決這個(gè)問題。但是此時(shí)會(huì)在發(fā)送端引入軟包絡(luò)限幅器(Soft Limiter,SL)失真(簡稱限幅失真),在接收端引入均勻?qū)ΨQ量化器(Uniform Symmetric Quantizer,USQ)失真(簡稱量化失真)。
　　 本文針對(duì)限幅失真和量化失真進(jìn)行研究,概述了限幅失

3、真和量化失真的研究現(xiàn)狀。從中可以看到,當(dāng)前的研究工作僅僅局限于非線性失真本身,而沒有從系統(tǒng)端到端鏈路的角度開展。因而,本文從系統(tǒng)端到端鏈路的角度,圍繞非線性失真OFDM系統(tǒng)性能增強(qiáng)和優(yōu)化這個(gè)主題,提出了一套系統(tǒng)性能增強(qiáng)和優(yōu)化理論,可以為OFDM系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。
　　 首先,給出了能夠表征非線性失真OFDM系統(tǒng)性能的信號(hào)失真噪聲比(Signal-to-Distortion and Noise Ratio,SDNR)定

4、義,提出了可以評(píng)估迭代譯碼算法(Iterative Decoding Algorithm,IDA)誤比特率(Bit-Error-Rate,BER)性能的近似表達(dá)式,克服了以往必須使用軟件仿真才能得到的缺陷,仿真結(jié)果也證明了該近似表達(dá)式的合理性。由于迭代譯碼算法的缺點(diǎn)是需要使用額外的頻譜來傳遞限幅比(Clipping Ratio,CR)參數(shù),因而提出了一種基于導(dǎo)頻子載波BER的限幅比估計(jì)算法。該算法將限幅比估計(jì)問題轉(zhuǎn)換為一個(gè)單調(diào)函數(shù)求根問

5、題,可以使用二分法快速求解。仿真結(jié)果證明了該算法的準(zhǔn)確性。
　　 其次,得到了達(dá)到量化OFDM系統(tǒng)最大信道容量的均勻?qū)ΨQ量化器的最優(yōu)量化間隔,并解釋了最優(yōu)量化間隔的物理意義?；谠摼哂凶顑?yōu)量化間隔的均勻?qū)ΨQ量化器,提出了一種基于發(fā)送端子載波預(yù)留(Subcarrier Reservation,SR)的量化失真抑制算法,并使用量化失真信號(hào)的頻域模型得到了信道容量損失和BER增益的關(guān)系。仿真結(jié)果證明了提出算法的有效性和量化失真信號(hào)頻域