OFDM无线通信系统中降低PAPR技术的研究

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正交频分复用(OFDM)是一种有效的高速并行传输技术,由于其具有频谱利用率高、抗多径衰落能力强等优点,使其成功的应用于许多高速无线数据传输系统中。然而,由于OFDM技术存在峰值平均功率比(PAPR)过高的问题,使得它对功率放大器等非线性器件提出了较高的要求,如果放大器的动态范围不能满足信号的变化,则会使信号发生畸变,从而降低系统性能。因此如何降低过高的PAPR是OFDM技术必须解决的关键问题之一。本文主要对OFDM系统中PAPR的降低技术进行研究,主要内容如下:首先,对信号预畸变技术进行研究,主要包括限幅类技术和压缩扩展变换技术。通过对这两类技术的研究和仿真分析,比较了各算法的性能优劣。并针对C变换压扩算法存在的误码率性能恶化的问题,提出了一种改进误码率的C变换压扩算法。与传统的C变换压扩算法相比,改进的算法能够在不增加PAPR的情况下,有效的改善系统误码率性能。其次,对概率类技术进行研究,包括选择映射(SLM)算法和部分传输序列(PTS)算法。针对PTS算法计算复杂度高的问题,对其引入次优迭代搜索算法的思想,从而提出了两种改进的次优迭代PTS算法。与PTS算法相比,这两种算法能够在不显著升高PAPR的情况下,降低PTS算法的复杂度;与次优迭代算法相比,这两种算法能够在不显著提高复杂度的情况下,降低PAPR。即这两种算法都是通过不同的方式对PTS算法和次优迭代算法在计算复杂度和系统性能上的折衷考虑。通过仿真验证,新算法有效可行。最后,在对信号预畸变技术和概率类技术进行性能分析的基础上,介绍了信号预畸变技术和概率类技术相结合来降低信号的PAPR的思想,并提出了两种改进的联合算法,分别为基于抑制软限幅噪声的SLM算法和改进的次优迭代PTS优化C变换压扩算法。仿真分析表明,相对于只采用一类PAPR降低技术的算法而言,联合算法能够有效的改善系统性能。
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