OFDM系统中峰平比问题的研究

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OFDM多载波调制解调系统,具有抗多径干扰能力强,频谱利用率高,可以与MIMO技术、不同的多址接入方式相结合,可使信道容量到达最优,所以基于OFDM的多载波调制解调系统越来越得到广泛的应用。但是,由于OFDM符号是由多个独立的经过调制的子载波信号相加而成的,这样的合成信号就有可能产生比较大的峰值功率,由此会带来较大的峰值平均功率比,这是OFDM系统一个主要的缺点。这个缺点会导致发送端对高功率放大器(HPA)的线性度要求很高且发送效率极低,接收端对前端放大器的线性度要求也很高而且还会增加A/D和D/A转换器的复杂度。因此高的PAPR限制了OFDM的实际应用。鉴于此本文着重对降低OFDM信号PAPR算法进行了研究。在本篇论文中首先对OFDM的基本原理做了简要介绍,分析了OFDM系统峰平功率比形成的原因以及它的概率特性,并介绍了几种降低OFDM峰平功率比的传统方法,包括信号预畸变,编码,以及信号扰码技术。详细讨论了信号扰码技术中两种非畸变降低OFDM系统PAPR的典型方法:选择性映射法(SLM)和部分传输序列法(PTS)。采用Matlab7.0仿真平台,搭建了一个较完整的OFDM系统,通过仿真,对这两种算法在降低PAPR能力、增加辅助信息的冗余度以及增加系统复杂度的三个方面进行了详细的分析验证。最后提出了一种改进的PTS分割方式,,同时利用迭代的方法来查找次优的辅助序列来代替最优的辅助序列,大大降低PTS-OFDM系统的计算量,利用仿真数据对这种算法的优缺点进行了分析,论证了算法对系统性能的改善程度,进而证明了这种算法的正确性,同时也得出了相对于传统算法的优点。
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