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、頻譜效率高、可用快速傅立葉變換進(jìn)行基帶實現(xiàn)和簡單的頻域均衡等優(yōu)點，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具有較高的峰均功率比(Peak to Average Power Ratio，PAPR)，當(dāng)OFDM信號通過線性范圍有限的高功率放大器時，容易造成信號的非線

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信號峰均比的算法，其主要內(nèi)容為： 1．非線性壓縮擴張方法是降低OFDM信號峰均比的一類重要方法。本文對現(xiàn)有的幾種具有代表性的壓縮擴張方案進(jìn)行了深入的研究，在對其進(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張方案，該方案在保證壓縮

3、擴張變換前后信號的平均功率不變的同時，能夠?qū)FDM信號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盘柍霈F(xiàn)的概率，同時減小大振幅信號出現(xiàn)的概率，從而達(dá)到降低信號峰均比的目的。理論分析表明，新的壓擴方法能夠在保持原信號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，具有較高的實用價值。 2．為了進(jìn)一步降低本文提出的新壓縮擴

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)雜度受限壓擴方案。該方案首先對OFDM信號在時域內(nèi)進(jìn)行非線性壓擴，然后在頻域?qū)ζ溥M(jìn)行帶內(nèi)和帶外處理，最后再變換成時域信號傳輸。仿真結(jié)果表明，與單純的非線性壓擴方案相比，采用新方案能夠達(dá)到改善系統(tǒng)性能的目的；同時，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算，而且信號的平均功率在系統(tǒng)處理過程中保持不變，

5、其結(jié)構(gòu)簡單，易于實施，實用性強，其代價是系統(tǒng)的峰均比性能略有下降。 3．用來降低OFDM信號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