The Research on Reduction of Peak-To-Average Power Ratio of OFDM Systems

论文摘要

『正交频分复用(OFDM)是一种将通信信道分成多个等频率间隔子载波信道的通信技术。每个子载波与其他子载波相互正交,且每个子载波都被用来传递用户发送的一部分数据。正交频分复用技术于40年前被提出,现已广泛应用于ADSL(非对称数据用户线),IEEE802.11a/g、 IEEE802.11n、IEEE802.20(无线局域网),IEEE802.16a、IEEE802.16(无线城域网),Digital Video Broadcast (DVB)(数字广播电视),Digital Terrestrial Television Audio Broadcast(数字地面广播电视)和4G(第四代移动通信)等通信系统中。正交频分复用是一种多载波调制技术,它不同于其它调制技术,它的各个子载波实质上是相互重叠的。相对单个高频子载波的单独传输,OFDM可通过同时使用多个子载波来实现多倍的高数据速率传输。OFDM的各个子载波是相互正交的,因此他们之间不存在相互干扰。由于OFDM技术具有频谱利用率高、抗频率选择衰落能力强且易于实现等优点,目前OFDM技术已成为下一代移动通信的候选方案。虽然,采用OFDM技术有很多优点,但它也存在一些缺陷,峰均功率比过高就是其中最主要的缺陷之一,它会限制传输效率以及HPA的使用效率。在本文中,我们提出了两种新的降低峰均功率比的方法来改进以往方法的性能及计算复杂度。第一种改进方案是一种被修改的子载波预留方案,它通过使用FFT的迭代运算来产生预留子载波的方法来降低峰均功率比。这样设计出来的预留子载波可以在削减峰值的同时少量的提高平均功率。其中,预留子载波是通过使用2个FFT运算来实现的,其运算过程有时会发生迭代以获得更好的降低峰均功率比效果。该改进方案可以很明显地降低峰均功率比,当在OFDM系统仿真中使用4%或者更少的子载波被用作预留子载波时,系统可以获得至少6.4dB的峰均功率比降低。在第二种改进方案中,我们将子载波预留法与选择性映射相结合来获得更好的峰均功率比效果。用这种方法,我们可以在保留2%的预留子载波的情况下仍能获得约6dB的峰均功率比降低。而且本方法在实现选择性映射时不需要任何其他的额外信息

论文目录

• DEDICATION
• ABSTRACT
• 摘要
• Acknowledgements
• CHAPTER Ⅰ:INTRODUCTION
• 1.1. ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING（OFDM）
• 1.2. MAIN BLOCKS OF OFDM SYSTEM
• 1.2.1. OFDM Transmitter
• 1.2.2. OFDM Receiver
• 1.3. REVIEW OF PAPR
• 1.4. PROBLEM STATEMENT AND PROIECT MOTIVATION
• 1.5. OBJECTIVES AND SCOPE OF THIS RESEARCH
• CHAPTER Ⅱ:BACKGROUND HISTORY
• 2.1. HISTORY OF OFDM
• 2.2. OVERVIEW OF PAPR REDUCTION METHODS
• 2.3. SIGNAL SCRAMBLING TECHNIQUES
• 2.3.1. BLOCK CODING TECHNIQUES
• 2.3.2 SUB BLOCK CODING TECHNIQUES
• 2.3.3 BLOCK CODING SCHEME WITH ERROR CORRECTION
• 2.3.4 SELECTED MAPPING（SLM）
• 2.3.5 PARTIAL TRANSMIT SEQUENCE （PTS）
• 2.3.6 STANDARD ARRAYS OF LINEAR BLOCK CODES
• 2.3.7 INTERLEAVING
• 2.3.8 HADAMARD TRANSFORM
• 2.3.9 DUMMY SEQUENCE INSERTION
• 2.3.10 TONE RESERVATION
• 2.3.11 TONE INJECTION
• 2.3.12 ACTIVE CONSTELLATION
• 2.4 SIGNAL DISTORTION TECHNIQUES
• 2.4.1 CLIPPING & FILTERING
• 2.4.2. PEAK WINDOWING
• 2.4.3. ENVELOPE SCALING
• 2.4.4. RANDOM PHASE UPDATING
• 2.4.5. PEAK REDUCTION CARRIER
• 2.4.6. COMPANDING
• 2.5. CRITERIA FOR SELECTION OF PAPR REDUCTION TECHNIQUES
• 2.5.1. PAPR Reduction Capability
• 2.5.2 Power Increase in Transmit Signal
• 2.5.3 BER Incrwease at the Receiver
• 2.5.4. Loss in Data Rate
• 2.5.5 Computational Complexity
• CHAPTER Ⅲ:TONE RESERVATION BASED PAPR REDUCTION
• 3.1 THE OFDM SYSTEM MODEL
• 3.2. PAPR
• 3.3. TONE RESERVATION
• CHAPTER Ⅳ:DESIGN AND SIMULATIONS
• 4.1. IDEA 1:MODIFIED FFT/IFFT BASED PAPR REDUCTION
• 4.2. SIMULATIONS OF IDEA 1
• 4.3. IDEA 2:HYBRID PAPR REDUCTION SCHEME USING TR AND SLM
• 4.4. SIMULATIONS OF IDEEA Ⅱ
• CONCLUSION
• ACHIEVEMENTS
• LIMITATIONS
• FUTURE WORK
• REFERENCES
• APPENDIX A:SCHOLARY PUBLICATION（S）
• ACCEPTED PAPERS