基于PTS的OFDM峰均功率比抑制技术的研究

论文摘要

正交频分复用（OFDM, Orthogonal frequency division multiplexing）具有实现复杂度低,抗频率选择性衰落能力强等优点,是第四代移动通信的核心技术之一。但是OFDM系统存在一个主要缺点就是较高的峰值平均功率比（PAPR, Peak-to-Average-Power Ratio）,峰均功率比过大将造成OFDM系统的误码率性能急剧下降。因此PAPR抑制技术成为OFDM研究的热点。本文深入研究了OFDM系统的基本原理和各项关键技术,给出了OFDM系统峰均比的定义及分布特性,阐述了OFDM信号峰均功率比抑制的三种传统方法：预畸变类技术、编码类技术和概率类技术。重点研究了概率类方法中的部分传输序列（Partial Trandmit Sequence, PTS）算法,分析了传统PTS算法,迭代PTS算法和双层优化（Dual-layered Phase Sequencing, DLPS）算法,在此基础上提出了改进的PTS算法,并进行仿真验证,通过改变宽度、深度两个参数变量有效降低复杂度,并获得良好的抑制峰均比的性能。由于改进PTS算法需要传输边带信息,增加了信道资源的开支,针对这个问题,本文提出在分割子块中独立的插入梳状导频,将改进PTS算法的边带信息作为信道频率响应的一部分,通过信道估计算法,无需边带信息,即可有效恢复原始信号,实现了算法的无边带传输。仿真表明,算法在改善系统峰均功率比性能的前提下,误码率性能良好,显著提高了系统的传输效率,减少对频带资源的占用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 移动通信系统的发展
• 1.2 OFDM的发展历史及应用
• 1.2.1 OFDM的发展
• 1.2.2 OFDM应用
• 1.3 OFDM技术的优缺点
• 1.3.1 OFDM技术优点
• 1.3.2 OFDM技术缺点
• 1.4 课题研究的意义
• 1.5 论文内容和安排
• 第2章 OFDM系统基本原理概述
• 2.1 OFDM系统的基本原理
• 2.1.1 OFDM系统的基本模型
• 2.1.2 OFDM调制解调基本原理
• 2.1.3 IFFT在OFDM系统中的应用
• 2.1.4 保护间隔与循环前缀
• 2.2 OFDM关键技术
• 2.2.1 同步技术
• 2.2.2 信道估计
• 2.2.3 降低峰均功率比
• 2.3 峰均比抑制方法研究现状
• 2.4 本章小结
• 第3章 OFDM中的峰均功率比问题
• 3.1 OFDM系统中峰均功率比的定义、产生及分布
• 3.1.1 峰值平均功率比的定义
• 3.1.2 峰值平均功率比的产生
• 3.1.3 峰值平均功率比的分布
• 3.2 过采样对峰均比概率分布的影响
• 3.3 放大器的非线性对OFDM系统PAPR的影响
• 3.4 降低OFDM系统PAPR的方法概述
• 3.4.1 信号预畸变技术
• 3.4.2 编码类技术
• 3.4.3 概率类方法
• 3.4.4 典型抑制峰均比算法性能
• 3.5 本章小结
• 第4章 改进PTS算法及其仿真
• 4.1 部分传输序列法
• 4.1.1 PTS基本原理
• 4.1.2 几种经典PTS算法
• 4.2 基于PTS算法的改进算法
• 4.2.1 算法的设计思想
• 4.2.2 算法举例
• 4.2.3 算法复杂度分析
• 4.3 算法仿真分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 无边带传输的改进PTS算法
• 5.1 信道估计简述
• 5.2 无边带传输的改进PTS算法原理
• 5.3 仿真分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论著