OFDM通信系统中降低峰均功率比（PAPR）技术的研究

摘要

正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)技术是一种有效的并行多载波传输方案。它具有很高的频谱利用率和很好的抗多径干扰能力，被广泛应用于ADSL、DAB、HDTV和WLAN中。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-AveragePowerRatio，PAPR)。这个缺点导致整个通信系统对发送端高功率放大器的线性度要求很高，对接收端的前端放大器的线性度要求也很高，而且还会增加A/D和D/A转换器的复杂度。因此，很高的PAPR值成为OFDM技术实际应用的主要障碍之一。为此，本文着重对如何有效降低OFDM信号PAPR值进行了研究。 本文首先详细阐述了OFDM的基本原理，用Simulink建立OFDM的基带系统模型并进行系统仿真，分析了OFDM系统中出现高PAPR的原因及其对系统造成的损害，并从数学的角度给出了PAPR的定义及其概率分布问题，然后概述了降低PAPR技术的研究现状。其次本文详细研究了两种信号预畸变的方法，即限幅方法和压缩扩展变换的方法，并从线性压缩变换的思想出发对常规的非线性准对称压缩变换进行了改进，使其更适合于实际应用；本文在研究限幅方法的限幅门限和压扩方法的压缩率对系统PAPR、误码性能方面的影响后发现这两种方法具有天然的互补性，于是提出将这两种信号预畸变方法联合起来从而在系统的误码率和PAPR的有效减小之间取得较好的折中，仿真结果表明这种联合的方式效果良好。

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第一章绪论

1.1引言

1.2 OFDM技术的演进历史

1.3 OFDM技术在现有通信系统中的应用

1.4 OFDM的优缺点及关键技术

1.5本文的结构安排

第二章OFDM系统概述

2.1多载波调制基础

2.2 OFDM的基本原理

2.2.1信号映射(mapping)

2.2.2 OFDM系统的数学模型

2.2.3用DFT实现OFDM的调制与解调

2.2.4保护间隔和循环前缀

2.2.5过采样技术[6]

2.2.6加窗技术

2.3 OFDM系统的设计

2.3.1 Matlab仿真平台的搭建

2.3.2信号的观察和处理

第三章OFDM系统的峰均功率比

3.1引言

3.2 OFDM系统的PAPR及其概率分布函数[26]

3.2.1 PAPR的数学定义

3.2.2 PAPR的概率分布

3.3非线性放大器对OFDM系统的影响[26]

3.4过采样技术在求解PAPR问题中的作用

3.5 PAPR对OFDM系统的影响

3.6降低PAPR技术的研究现状

第四章利用信号预畸变技术降低OFDM的PAPR

4.1引言

4.2限幅方法[27][28]

4.3压缩扩展的方法[33][34]

4.3.1压缩扩展的原理介绍

4.3.2本文对μ律压扩方法的改进

4.4联合限幅和压缩扩展降低PAPR

第五章全文总结

致 谢

参考文献