正交頻分復用系統(tǒng)信號優(yōu)化設計技術研究.pdf

1、正交頻分復用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)以其高頻譜利用率和對抗頻率選擇性衰落的能力，成為未來無線通信系統(tǒng)的候選技術之一。但OFDM具有峰值功率和平均功率的比值(Peak-to-AveragePowerRatio，PAPR，簡稱峰均比)過高的缺點：當具有高峰值的信號通過放大器時會產(chǎn)生非線性失真，惡化傳輸性能。針對上述缺點，本文重點研究了OFDM系統(tǒng)中峰均比問題，從而對傳輸信號

2、進行優(yōu)化設計。 本文首先介紹了OFDM通信系統(tǒng)的特點和峰均比優(yōu)化的研究現(xiàn)狀，總結了需要進一步解決的問題，并指出了本文的研究內(nèi)容。 本文的第二部分對OFDM信號的峰均比進行了理論分析和數(shù)學推導，闡明了峰均比的定義、分布以及相關建模，為后面的章節(jié)提供了理論依據(jù)。 部分傳輸序列法(PartialTransmitSequence，PTS)是一類能夠有效控制OFDM信號峰均比的非畸變算法，但其具有計算復雜度偏高的缺點。本文

3、的第三部分提出了一種低復雜度的改進算法：通過數(shù)學推導，揭示了部分傳輸序列所生成的備選信號之間的相關性，并提出利用信號的相關性來簡化備選信號的計算。理論分析和仿真結果表明新算法能夠有效降低傳統(tǒng)算法的計算復雜度，且不會造成峰均比抑制性能的損失。此外，本文還提出一種能夠提高峰均比抑制性能的改進算法：削弱低峰均比信號的處理復雜度，并且強化對高峰均比信號的抑制處理，從而在計算復雜度和峰均比控制性能間取得更好的折衷。部分傳輸序列的另一個缺點在于需要

4、傳輸額外的副信息，影響了頻譜效率。針對這個問題，本文還提出了一種降低副信息傳輸量的改進算法。 限幅法是目前應用較為廣泛的一類預畸變峰均比抑制算法，但其會引入額外的限幅噪聲，從而對數(shù)據(jù)信號和導引符號造成干擾，惡化傳輸性能?，F(xiàn)有研究往往沒有考慮限幅噪聲對于導引符號輔助信道估計的影響。本文的第四部分提出了一種適用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計優(yōu)化算法：將數(shù)據(jù)信號和導引符號分別處理，并濾除導引符號位置的限幅噪聲，從而優(yōu)化接收端的信道估計，

5、提升系統(tǒng)的傳輸性能。在新算法的基礎上，本文還提出了利用迭代處理進一步優(yōu)化信道估計性能。同時本文還提出利用新算法改進導引符號輔助頻偏估計的性能。此外，針對傳統(tǒng)的迭代限幅濾波算法，本文提出一種具有更強峰均比抑制能力的改進算法：該算法在同樣的迭代次數(shù)和計算復雜度下，可以取得更佳的峰均比抑制性能。 最后，本文研究了聯(lián)合多址的OFDM系統(tǒng)的信號優(yōu)化：對于正交頻分復用多址系統(tǒng)，比較了各種子載波分配方式下的峰均比分布，并針對交織OFDMA系統(tǒng)