降低OFDM系统峰均功率比联合算法的研究

摘要

正交频分复用技术是一种多载波调制技术，其凭借频谱利用率高和抗干扰能力强等优势，在4G LTE技术中得到广泛应用，已成为LTE三大关键技术之一。但是，峰值平均功率比较高是正交频分复用系统中一个不容忽视的缺陷。这就要求系统中功率放大器的线性动态范围足够大，否则，将会引起信号非线性失真，导致整个通信系统性能下降。因此很有必要采取措施以降低OFDM系统的峰均比值。鉴于此，本文以降低OFDM系统的峰均比算法重点进行了研究分析。
　　本文首先阐述了OFDM系统的基本原理及其关键技术。分析了高峰值功率比产生的原因，给出了峰值均比的定义及其分布统计特性。然后对国内外抑制OFDM系统峰均比的算法进行了研究讨论，介绍了各类算法中常用算法的基本原理，对其抑制性能进了分析对比，并分析总结了各种算法的优缺点。重点对概率类技术中的部分传输序列算法进行了深入研究，分析了其计算复杂度及影响算法性能的因素，并进一步研究了改进的次优迭代搜索部分传输序列算法，其可以获得较好的峰均比抑制性能，同时大大减小了系统的计算量。
　　其次重点研究了星座图扩展算法。其基本原理是对满足要求的星座点进行扩展，使得一个数据点与星座图中多个星座点有映射关系，从中选择出合适的星座点进行传输。并通过理论分析得出其降低峰均比的问题实质上是一个非线性规划问题，则探讨其次优解。针对此问题引入了凸集投影算法，并通过仿真验证了凸集投影算法方法对系统峰均比有很好的抑制作用。但是其缺点是收敛速度较慢，不满足通信系统实时性的要求。进而在该算法的基础上，讨论了收敛速度较快的智能梯度投影算法，并着重讨论了智能梯度投影算法中最佳梯度步长的确定方法。并对智能梯度投影算法算法进行了仿真，仿真结果证明其具有很好的抑制性能，且收敛速度较快。
　　最后重点研究了将部分传输序列法与星座图扩展法进行级联的联合算法。将经次优迭代搜索的部分传输序列算法优选出的序列经一个FFT变换，再输入到采用收敛速度较快的智能梯度投影算法的星座图扩展模块。仿真结果表明，本文的联合算法具有具有良好的峰均比抑制性能，而且复杂度较低。

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第1章 绪论

1.1引言

1.2 OFDM系统的发展

1.3 OFDM 技术的优缺点

1.4 峰均比技术的研究现状

1.5 本文研究内容和框架

第2章 正交频分复用基本原理及其峰均比

2.1 OFDM技术的基本原理

2.2 OFDM系统的关键技术

2.3峰值平均功率比

2.4本章小结

第3章 OFDM系统峰均比抑制技术

3.1信号预畸变技术

3.2 信号编码类技术

3.3 信号扰码技术

3.4 本章小结

第4章 部分传输序列法

4.1 PTS方法的原理分析

4.2 PTS-OFDM系统性能分析

4.3 次优迭代搜索算法

4.4 本章小结

第5章 星座图扩展技术

5.1 ACE 方法的数学模型

5.2 ACE的可实现算法

5.3 本章小结

第6章 联合算法

6.1联合算法选择的依据

6.2 PTS-ACE算法的具体实现

6.3仿真结果

6.4本章小结

第7章 总结与展望

7.1论文工作总结

7.2后续研究工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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