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正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,OFDM)技术在无线移动通信系统中显示了许多优点,如抗多径衰落和频间干扰等。然而,OFDM系统中一个最主要的瓶颈在于OFDM信号的峰均功率比(PeaktoAveragePowerRatio,PAPR)很大,因而容易导致OFDM信号的失真和系统性能的下降。为此,如何有效地解决OFDM系统中的峰均功率比是亟待解决的问题。针对上述问题,本文重点研究了如何有效降低OFDM信号峰均功率比问题的算法。
本文首先介绍了OFDM的发展经历、系统原理、系统组成及模型,并详细分析了OFDM系统产生高峰均功率比的原因。
之后本文就PAPR精确计算问题展开讨论,针对各载波采用PSK或QAM调制映射的OF-DM连续时间信号峰均功率比的计算问题,推广了Chebyshev多项式算法,并研究分析了一个高精度低复杂度的快速算法。OFDM连续信号峰均功率比的精确计算对考察峰均比的理论分布和设计峰均比降低方案起着重要的作用。Chebyshev多项式算法运用第一类与第二类Chebyshev多项式,将OFDM连续信号峰均功率比的计算问题转化为求解多项式的根。由于Chebyshev多项式算法涉及到求解一个(N-1)阶且系数随着N成指数增长的多项式,当N很大时解方程将相当困难。因此,本文还研究了一个适合任意N的高精度快速算法。
接着本文在简单介绍了目前降低PAPR的三类技术后,对信号非畸变类方法进行了详细的研究,研究了此类方法中的几种典型方法及其改进,并进行了PAPR互补累积分布函数(CCDF,ComplementCumulativeDistributionFunction)曲线的仿真,重点分析比较了部分传输序列(PTS,PartialTransmitSequence)方法、两种改进PTS方法,包括PAPR的降低、算法复杂度分析和需要传输的边信息量等,并提出了用混沌序列作为随机分割序列对其中之一再次进行了改进,得到了综合性能更加优良的算法。