论文部分内容阅读
在20世纪以来,移动通信成为世界各个产业中,发展最快,最具价值的一块领域。在医疗,卫生,军事,广播等产业发挥了巨大的影响力。为了满足人们对移动通信速率更高的要求,第三代移动通信合作伙伴制定了高级长期演进系统(Long TermEvolution Advanced, LTE A),标准中提出LTE-A的上行峰值速率达到500Mbps,下行峰值速率达到1000Mbps。正交频分复用(Orthogonal FrequencyDivisiion Multiplexing, OFDM)技术有频谱利用率高、抗信道选择性衰落强等优点,成为LTE-A上行和下行链路中的关键技术。但OFDM信号存在峰均比(Peak to Average Power Ratio, PAPR)问题,在经过射频电路的功率放大器时容易引起非线性失真,影响功放效率。因此如何降低PAPR成为LTE-A系统的主要问题之一。传统降低PAPR的技术可用于LTE-A系统中,但存在传输性能下降、参考信号(Reference Signal, RS)位置噪声干扰等问题。因此,LTE-A系统中的PAPR抑制算法需要综合考虑其上、下行信号的数据帧结构特征,在降传输信号低峰均比的同时保障频谱效率和参考信号信噪比。本文针对LTE-A上行和下行链路,分别对数据符号和RS符号的PAPR抑制技术展开工作,主要工作内容如下:第一章介绍了LTE-A上行链路和下行链路的帧结构。OFDM作为多载波调制方式,必然存在PAPR和带外辐射问题,根据统计学原理,对OFDM信号的PAPR分布进行了理论分析,得到信号PAPR的分布表达式,并且对信号的带外进行研究,给出了带外辐射的表达式。第二章研究了LTE下行链路中数据和RS的PAPR抑制,介绍了3种预失真方法,并对其PAPR和误码率(Bit Error Rate, BER)性能进行比较。对预失真方法中,峰值抵消的窗函数进行了改进,给出了3种窗函数的设计方式,并在LTE-A下行帧结构的基础上改进的窗函数不仅抑制PAPR而且不干扰RS。此外,在理论分析抵消噪声在频域的分布的前提下,对峰值抵消接收机进行改进,将峰值抵消噪声应用到接收端的译码过程中,降低信号的BER。第三章研究了LTE-A上行链路的数据和RS的PAPR抑制。在数据的PAPR抑制方面,提出了一种改进的峰值抵消算法,在抑制不连续载波分配链路中,这种新的算法对PAPR的抑制比传统算法有更好的效果。在RS的PAPR抑制方面,根据上行参考信号的来自有限集合特点,分析并比较了常用的降低RS的PAPR方法的优势和劣势。第四章首先介绍了常用的带外抑制技术,并将带外抑制技术分别应用于LTE-A的上行和下行链路中,通过仿真得到N-continuous和时域加窗是PAPR和带外抑制性能最优的两种。给出了两种带外抑制和PAPR抑制的结构,仿真结果得到先进行带外抑制后进行PAPR抑制的结构,可以同时达到PAPR抑制和带外抑制的效果。第五章总结了本文主要内容,并且探讨了PAPR抑制和带外抑制的未来研究方向。