多用户单载波调制(SC-FDMA)系统PAPR降低方案研究

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LTE是3GPP提出的宽带无线移动通信系统国际标准,上行传输方案采用单载波频分多址接入技术。从调制系统的整体性能评估角度来看,系统PAPR是重要的参考指标之一。调制系统的PAPR直接影响移动终端的体积和成本,因此降低SC-FDMA系统PAPR值很有现实意义。   本文通过实验仿真证明SC-FDMA系统具有比OFDMA系统更低的PAPR特性,但是比SC-FDE系统PAPR高,其系统PAPR依然需要降低。SC-FDMA系统有两种子载波映射方式:集中式映射方式和分布式映射方式。采用集中式映射方式的SC-FDMA称为Localized FDMA;采用分布式映射的SC-FDMA称为Distributed FDMA;交织式映射方式是一种特殊的分布式映射,采用这种映射方式的SC-FDMA系统称为Interleaved FDMA。实验结果表明Localized FDMA和Distributed FDMA具有较高PAPR值,需要进一步降低,而Interleaved FDMA系统的PAPR比它们低。   针对Localized FDMA系统在多用户情况下依然存在较高PAPR的问题,提出采用μ律压扩算法和指数压扩算法两种方法来降低SC-FDMA系统的PAPR。实验结果表明这两种压扩方案能有效地降低SC-FDMA系统的PAPR,并且指数压扩方案比μ律压扩方案能更有效地降低系统的PAPR。   考虑到在OFDMA系统中使用的子载波数越多或者数据块长度越长,系统PAPR值越高,以及目前降低通信调制系统PAPR的方法都基于系统固定数据块长度的情况,又提出将时变引入到SC-FDMA系统中以改善系统PAPR性能。这种新的调制系统称为时变SC-FDMA系统。该方案通过减小数据块长度来降低系统PAPR值,数据块长度需要作为边带信息发送给接收机。对0bit、1bit和(log2L-1)bit三种边带信息情况的SC-FDMA系统进行建模仿真,实验结果表明采用(log2L-1)bit边带信息的系统能有效降低系统PAPR值。  
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