OFDMA系统的峰均比抑制技术研究

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OFDM技术由于具有频带利用率高,能有效对抗频率选择性衰落,易于实现等特点,成为新一代无线通信的关键技术之一。OFDM技术广泛应用于各类通信系统中,其中LTE下行链路OFDMA系统就是基于OFDM技术。但是OFDM技术存在高PAPR的问题,过高的PAPR会对发射端的非线性器件要求比较高,当信号的PAPR大于非线性器件的线性动态范围时,信号就会发生非线性失真,从而影响整个系统的差错性能。  在OFDMA系统中,子载波个数会随着接入用户的增多而增大,因此PAPR也会越来越高。为了减少其对系统性能的影响,有必要在OFDMA系统中引入PAPR抑制技术。针对这个问题,本文首先研究了OFDM技术和OFDMA系统,用MATLAB Simulink仿真平台搭建了一个OFDMA系统,并基于此系统来研究PAPR抑制技术。  首先,基于上述搭建的OFDMA系统,分别研究和分析了信号预畸变技术、概率类技术的基础理论和仿真模型,并对其进行仿真比较。对于信号预畸变技术,μ=1时的μ律压扩在PAPR性能和差错性能两方面取得了良好的平衡,可以对其进行进一步地改进;对于概率类技术,IP-PTS算法较其它分割方案的PTS算法及SLM算法更有改进的空间。  其次,基于上述分析结果,对μ律压扩方案从两个方面进行改进:压扩转折点的选取和分段压扩。仿真结果表明:提出的新的压扩转折点以0.2dB的PAPR抑制性能换取了1.5dB的差错性能,同时不需要增加发射功率;提出的分段压扩方案,减少了计算量,而其PAPR性能仅损失0.1dB。  然后,针对IP-PTS算法,一方面,利用相位加权序列之间互为相反数的特点进行分组,简化了生成备选信号所需的运算量,这就是LCC-IP-PTS算法,这种算法在大大降低运算量的同时无损PAPR抑制性能;另一方面,提出了针对K=4情况下的新迭代算法,这种算法有效地减少了备选信号的搜索次数,降低了计算复杂度。  最后,提出了基于改进的μ律压扩方案和迭代LCC-IP-PTS算法的联合算法,此联合算法将OFDMA系统的PAPR降低到了5.8dB以下,取得了很好的PAPR抑制效果。
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