正交频分复用系统中峰值平均功率比问题的研究

摘要

OFDM技术是4G移动通信中的代表性技术,它具有很高的比特速率,并能有效对抗频率选择性衰落。然而,高的峰值平均功率比(peak-to-average power ratio,简称PAPR)一直是影响OFDM系统性能的重要因素。本文首先介绍了OFDM技术的基本原理,阐述了OFDM系统参数的选择方法,给出了不同传输环境下采用不同码率和调制方案的OFDM系统仿真性能；接着,本文描述了产生PAPR问题的原因,介绍了降低PAPR的几类基本方法,给出了他们的各自的仿真性能。另外,本文还对传统的一类降低PAPR的方法做了改进,提出了更为简单的方案,并给出了仿真性能。特别是针对超宽带(Ultra Wide Band)OFDM系统,提出了一种新颖的方案,仿真结果表明,PAPR得到了有效降低,对于未来高速宽带通信系统有一定的实用意义。

目录

中文摘要

ABSTRACT

符号说明

引言

第一章 OFDM系统的基本原理

1.1 多载波传输

1.2 OFDM系统的基本原理

1.2.1 OFDM的数学模型

1.2.2 OFDM调制／解调的基带IFFT／FFT实现

1.2.3 保护间隔和循环前缀

1.2.4 OFDM系统参数设计

1.2.5 OFDM系统中的编码调制

1.2.6 OFDM的主要优缺点

第二章 OFDM系统中峰值平均功率比的分析及其减小方法

2.1 OFDM系统中的峰值平均功率比及其分布

2.1.1 峰值平均功率比的定义

2.1.2 放大器的非线性以及峰值平均功率比对OFDM系统的影响

2.1.3 OFDM系统内峰值平均功率比的分布

2.2 利用信号预畸变技术减小峰均比

2.2.1 限幅方法

2.2.2 压缩扩展变换(C变换)

2.3 编码方法

2.3.1 编码原理的说明

2.3.2 编码和译码

2.4 选择性映射(SLM)减小OFDM系统内的峰均比

2.4.1 SLM方法

2.4.2 SLM-OFDM系统PAPR理论分布

2.4.3 仿真所得到的SLM-OFDM系统的PAPR分布

2.5 部分传输序列(PTS)减小OFDM系统内的峰均比

2.5.1 PTS原理

2.5.2 交织分割方法

2.5.3 PTS性能分析

2.6 离散与连续信号PAPR性能的差异

2.6.1 连续信号和离散信号的峰均比

2.6.2 连续信号峰均比的上界

2.6.3 BPSK调制特例条件下连续信号的峰均比求解

2.6.4 连续信号和过采样离散信号的结果分析

第三章 降低峰值平均功率比的新方法

3.1 超宽带技术简介

3.2 在UWB-OFDM中运用扩频技术降低峰均比

3.2.1 算法描述

3.2.2 仿真结果分析

3.3 选择性映射与卷积码结合降低峰均比

3.3.1 算法描述

3.3.2 仿真结果

第四章 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

参考文献

致谢

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