正交頻分復用系統(tǒng)中的峰值抑制技術研究.pdf

1、作為未來移動通信的主要候選技術，正交頻分復用（Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，OFDM）的局限在于信號包絡不穩(wěn)定，具有很高的峰值平均功率比（Peak-to-Average Power Ratio，PAPR，簡稱峰均比）的發(fā)送信號降低了發(fā)射端放大器的效率，并可能導致嚴重的非線性失真和帶外輻射。針對OFDM系統(tǒng)的峰值抑制問題，本文從多個角度進行了聯(lián)合優(yōu)化，力求在峰均比、傳輸性能、頻譜效率、

2、計算復雜度等因素之間達到較佳的平衡。本研究分為四個部分：
　　 第一部分介紹了OFDM通信系統(tǒng)和峰值抑制技術的發(fā)展現(xiàn)狀，總結了需要進一步解決的問題，并指出了全文的研究內(nèi)容。
　　 第二部分對OFDM信號的峰值波動問題進行了分析，闡明了峰均比的定義、分布以及與功率放大器之間的聯(lián)系，為后面的章節(jié)提供了理論依據(jù)。限幅法（clipping）是一類應用廣泛的峰值抑制預失真算法，為了同時抑制峰值和帶外輻射，常用迭代限幅濾波對發(fā)射信號

3、進行處理。但傳統(tǒng)迭代限幅濾波算法會引入很高的計算復雜度，不利于上行傳輸。而另一類基于峰值抵消的預失真算法雖然能夠降低計算復雜度，其缺陷在于帶內(nèi)失真偏高，峰值回升過大。
　　 第三部分提出了一種改進的峰值抵消預失真算法。與迭代限幅濾波等傳統(tǒng)算法相比，該算法可以在計算復雜度、峰值抑制和帶內(nèi)失真之間取得更佳平衡，且計算復雜度非常低，利于上行傳輸。針對改進峰值抵消算法所引入的非線性失真，本文還研究了相應的接收信號恢復算法以進一步提升系統(tǒng)

4、的傳輸性能。此外，峰值抵消預失真算法所引起的非線性失真會對導引符號造成干擾，惡化信道估計性能。針對這個問題，本文討論了一種低復雜度的基于窗函數(shù)優(yōu)化設計的峰值抵消算法，從而高效地消除位于導引位置的非線性失真，提升系統(tǒng)在衰落信道下的傳輸性能。以部分傳輸序列（Partial Transmitting Sequence，PTS）為代表的多信號表示法可以無失真地抑制發(fā)射信號的峰均比，利于下行傳輸。但過高的計算復雜度是其實用化的一個障礙。針對這個問

5、題，本文的第四部分研究了一種改進的PTS算法，通過幾何內(nèi)插估計發(fā)射信號的最大包絡值，從而降低傳統(tǒng)PTS法的計算復雜度。PTS的另一個缺點在于發(fā)射機需要傳輸額外的副信息，影響了系統(tǒng)的頻譜效
　　 第四部分研究了聯(lián)合多址OFDM系統(tǒng)的峰值抑制技術。對于OFDM-CDMA（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Code Division Multiple Access）系統(tǒng)，研究了一種P