基于预留子载波的OFDM系统峰均比抑制算法研究

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:GYF463878110
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术具有频谱利用率高、抗频率选择性衰落能力强等诸多优点,从而使其已成为了现代无线通信领域的主要调制技术之一。但是,OFDM信号与生俱来的高峰均比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)问题限制了它的广泛应用,当信号峰均比超过高功率放大器(High Power Amplifier,HPA)的线性动态范围时,会产生非线性失真,进而导致OFDM系统性能下降。若要避免非线性失真,可采用线性范围较大的HPA,但这样的HPA成本较高,难以应用于实际的无线系统。因此,需要采用PAPR抑制技术来使PAPR在HPA的线性动态范围内。典型的PAPR抑制技术可以分为三类:预畸变类技术、编码类技术、概率类技术。预畸变类技术直接处理OFDM信号,能非常有效地抑制PAPR,但容易导致信号失真,进而恶化系统的误比特率(Bit Error Rate,BER)性能和功率谱密度(Power Spectral Density,PSD)性能;编码类技术则仅传输峰值低于门限值的OFDM信号,编码类技术虽然不会产生噪声,也不会导致信号发生畸变,但会降低系统传输速率;概率类技术思想则是降低OFDM信号峰值出现的概率,是目前最流行的PAPR抑制技术,包括预留子载波(Tone Reservation,TR)算法。本文主要研究基于TR的无线OFDM通信系统信号峰均比抑制算法。首先,介绍了OFDM系统及其峰均比抑制技术的发展与研究意义,简述了峰均比抑制技术的评价准则;其次,分析了现有三类峰均比抑制技术的原理和优缺点,并详细阐述了概率类技术中的TR算法数学模型;最后,针对现有TR峰均比抑制算法难以同时兼顾峰均比、误码率、功率谱密度性能的缺点,通过与其他峰均比抑制算法思想相结合,提出了两种新的算法:联合智能梯度映射(Smart Gradient Projection,SGP)-主动星座扩展(Active Constellation Extension,ACE)的最小平方估计(Least Squares Approximation,LSA)TR算法,称为Sgp ACE-Lsa TR算法,以及一种改进的基于限幅噪声比(Signal to Clipping Noise Ratio,SCR)的TR峰均比抑制算法,称为Lsa-ScrTR算法。本文对提出的新算法进行了深入的理论分析,对新算法的PAPR理论值、误码率性能及运算复杂度进行了定性定量评价;并通过Matlab仿真软件对新算法进行了全面的仿真验证。由仿真结果可知,与传统的最小平方估计TR算法相比,所提的Sgp ACE-Lsa TR算法能以更快的收敛速度产生削峰信号,且其误码率性能和带外功率谱性能均较优。而与现有的限幅噪声比TR算法相比,提出的Lsa-ScrTR算法也具有较优异的综合性能,尤其在有效降低PAPR的同时,对信号的误码率性能及功率谱性能影响均很小。而且其在迭代过程中,可以实时自适应调整算法参数,从而有效增加OFDM系统的自适应性。
其他文献
随着无线电技术的飞速发展和无线电设备应用场合的日益扩展,已出现了适用于不同用途、种类繁多的天线。本文针对传统天线方向图测试技术速度缓慢,测试系统造价高的特点,提出
本文首先介绍了LDPC码的基本原理,包括LDPC码的基本概念、编码算法、译码算法。在编码算法里详细讨论了LDPC码的稀疏校验矩阵和生成矩阵的产生方法及其校验矩阵的环的分析
不同的网络共存了多年,然而,现在IP(InternetProtocol)确立了自己在数据通信领域的基础地位,以至于电信网络的语音通信也开始由以电路交换为基础的网络向分组交换的网络过渡。在
在传统的数字传输系统中,纠错编码与调制是各自独立设计并实现的,译码与解调也是如此。80 年代初, Ungerboeck 根据调制解调与纠错编码的特点,提出了一种新的思想,称作网格编
分类是所有智能系统面对纷繁复杂的大量数据时,从中提取有意义信息所采取的第一个关键的处理步骤。如何通过对数据进行分析,将隐含在大量样本中的类间差异的规律归纳出来,并综合
桥梁检测是桥梁工程中保证桥梁健康的关键环节,因此桥梁检测技术作为该系统的一个基础性研究方向,历来是国内外学者关注的热点。本文首先综述了桥梁应变检测技术的重要意义