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正交频分复用(OFDM)是一种并行的多载波传输方案,它利用相互正交的多个子载波来传输信息,具有较高的频谱利用率和良好的抗多径干扰能力,适用于高速率和多媒体数据传输,被认为是未来第四代移动通信的核心技术之一。但是,其固有的高峰值平均功率比(PAPR)问题一直是将该技术实用化的一大阻碍。本论文就是围绕降低OFDM系统中的峰值平均功率比技术来展开研究的。
论文首先介绍OFDM技术产生的背景和历史发展情况,然后本文在介绍OFDM理论的基础上,讨论了抑制高峰值平均功率比的三类主流技术:信号预畸变技术、信号编码技术和信号扰码技术。上述技术都存在一定的局限性,国内外至今还没有一种技术,能够在对PAPR的抑制、计算量、复杂度、系统性能等诸方面同时取得较好的效果。
在这三类技术中,信号扰码技术是非畸变技术,它具有不会使信号发生畸变,应用不受载波数限制,频谱损失小等优点,但它最大的缺点就是实现起来的计算量较大,限制了它在实际中的应用。因此,有必要提出可以有效降低算法复杂度的改进方法。
信号扰码技术主要包括选择映射法和部分发送序列法。SLM(选择映射)技术是一种无失真降低OFDM信号峰均比的方法,它是一种很有效的方法。但是一般的SLM技术是在IFFT之后选择具有最小峰均比的序列,因此需要多个IFFT模块,系统复杂度高。本文提出一种改进方法,在改进的SLM技术中提出了一种基于比较序列随机性的判决算法,采用此算法可以在IFFT之前选择发送序列从而只需要一个IFFT模块。通过仿真证明,这种判决算法可以在较小的计算量和较低的复杂度条件下获得同原有SLM技术相同的性能。
部分传输序列方法(PTS,Partial Transmit Sequence)是另一种常用的减小PAPR方法。PTS算法通过寻找最佳的相位因子bv,使得OFDM系统的PAPR性能得以改善。在普通PTS算法中,计算复杂度非常高,使得系统难以实现。而次优化迭代PTS算法由于搜索路径较少,虽然大大降低了计算复杂度,但是却不能很好地降低OFDM系统的PAPR。本文通过分析PTS算法以及次优化迭代PTS算法存在的问题,提出了一种改进的次优化迭代算法,该算法在原次优化迭代PTS算法的基础上,通过一种更好的相位系数搜索规则,来达到提高PAPR性能的目的。
最后,对本文所做的工作做出认真的总结,分析了工作中取得的成绩和需要改进之处,并展望今后的研究方向。