OFDM系统峰均功率比性能研究与算法改进

论文摘要

OFDM技术使用正交的子载波把信道划分成多个子信道,子信道上的频谱交叠传输大大节省了带宽,所以越来越受到人们的关注。然而OFDM技术存在一个固有缺点,即发送信号存在较高的峰值平均功率比（Peak-to-Average Power Ratio, PAPR）。PAPR较高将导致,对发送端和接收端功率放大器的线性要求均很高,这就要求A/D和D/A转换器和功率放大器等的复杂度要很高,具备很宽的线性工作范围,这将造成能量浪费,增加了设备的成本,同时也制约了OFDM技术的实用化。因此,对OFDM信号的峰均功率比进行控制就具有了现实意义。本文在介绍OFDM基本原理的基础上,深入分析了OFDM系统产生高PAPR的原的原因及其对系统性能造成的影响。并比较罗列了国内外现存的,降低OFDM信号峰均功率比的三种方法,主要有预畸变技术、编码类技术和概率类技术。本文选择概率类技术作为研究重点,针对传统的算法的问题,提出了两种改进的降低OFDM系统PAPR的新算法。一种是针对SLM算法提出的改进算法,该算法把相位序列信息嵌入编码后的OFDM数据块的检测符号上,从而避免了数据传输速率的损失,限幅的使用更加有效的降低了PAPR,对新算法的仿真说明,这种算法可以在不增加系统误码性能的基础上获得比普通的SLM技术更好的降低PAPR的性能；另一种是针对PTS算法提出的改进算法,先对时域信号进行PTS处理,再在频域进行迭代限幅滤波处理,这种联合算法在降低OFDM的PAPR的同时,实现了两种算法性能上的优势互补,仿真结果表明,联合算法在降低OFDM信号PAPR上,较限幅滤波法、迭代PTS法均有1dB以上的改善。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 OFDM技术的研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.3 论文内容安排
• 第2章 OFDM系统原理及峰均功率比问题
• 2.1 OFDM的基本原理
• 2.1.1 OFDM系统模型
• 2.1.2 快速傅里叶变换在OFDM系统中的应用
• 2.1.3 保护间隔和循环前缀
• 2.1.4 过采样技术
• 2.1.5 OFDM系统的参数选择
• 2.1.6 OFDM系统的主要优缺点
• 2.2 OFDM系统峰均功率比问题
• 2.2.1 OFDM系统峰值平均功率比的定义
• 2.2.2 放大器的非线性对OFDM系统PAPR的影响
• 2.2.3 OFDM系统PAPR的分布
• 2.2.4 PAPR对OFOM系统的影响
• 2.2.5 降低峰均功率比技术
• 2.3 本章小结
• 第3章 降低PAPR技术的研究与分析
• 3.1 预畸变技术降低PAPR的方法
• 3.1.1 峰值加窗技术
• 3.1.2 限幅滤波技术
• 3.1.3 迭代限幅滤波技术
• 3.2 编码类技术降低PAPR的方法
• 3.3 概率类技术降低PAPR的方法
• 3.3.1 概率类算法的原理解析
• 3.3.2 SLM和PTS技术的基本思想
• 3.3.3 SLM与PTS方法的比较
• 3.4 降低PAPR方法好坏的鉴定标准
• 3.5 各种降低PAPR的方法总结
• 3.6 本章小结
• 第4章 基于SLM算法的改进算法的设计与仿真
• 4.1 SLM算法的基本原理
• 4.2 限幅滤波的基本原理及性能仿真
• 4.3 改进的SLM算法
• 4.3.1 改进SLM算法的设计思想
• 4.3.2 改进的SLM算法的流程
• 4.3.3 改进的SLM算法的MATLAB仿真分析与比较
• 4.3.4 改进SLM算法的性能分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于PTS算法的改进算法的设计与仿真
• 5.1 PTS算法的基本原理与三种分割方式的仿真比较
• 5.1.1 PTS算法的基本原理
• 5.1.2 三种分割方式的原理及仿真比较
• 5.1.3 迭代限幅滤波的原理及仿真
• 5.2 基于PTS的联合算法
• 5.2.1 联合算法的设计思想
• 5.2.2 改进PTS算法
• 5.2.3 联合算法的流程
• 5.2.4 改进的PTS算法的MATLAB仿真分析与比较
• 5.2.5 改进的PTS算法的性能分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢