一种新的降低OFDM信号峰值平均功率比的压扩技术

摘要

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技术因其具有很好的频谱利用率以及抗多径传输能力受到了广泛的关注，但是其一大缺陷是其信号峰值功率对平均功率比(Peak to Average Power Ratio，PAPR)较大。目前，有很多降低OFDM信号峰均比的技术，例如:预畸变技术，概率类技术和编码类技术。压扩技术作为预畸变技术中的一种，能有效降低OFDM信号的PAPR，著名的指数压扩(Exponential Companding，EC)是压扩类技术中的典型代表，它能有效的将压扩后信号的PAPR限制在4.77dB以内，但是它面临着引入的非线性畸变过大，系统误码率性能衰减严重的问题。
　　本文的主要贡献首先是提出了衡量预畸变类技术误码率性能的一个指标参数——归一化的变换前后信号互相关系数α并且通过理论分析和实际仿真说明了该参数的指导意义。其次提出了一族新的压扩函数——三角形压扩(TriangularCompanding，TC)。三角形压扩具有压扩类技术简单有效，独立于子载波数和调制方式易于应用的优点，同时，三角形压扩引入的非线性畸变非常小。通过调节函数的参数a，三角形压扩可以在PAPR限制和误码率性能之间取得折衷。分析和仿真表明，三角形压扩可以将信号的PAPR限制在3.01dB到7.78dB之内，在同一误码率下需要的信噪比比原始OFDM信号仅有零点零几dB到零点几dB的增加，这意味着接收端可以免去解压扩处理。和另外一种目前广泛运用的剪切法(Clipping)相比，三角形压扩以相同的复杂度和PAPR限制能力获得了更低的误码率。此外，本文通过理论推导，获取了一个指数压扩中重要参数的解析表达式。

目录

声明

摘要

绪论

1．1 OFDM技术的发展历程

1．2 OFDM技术的应用

1．3 OFDM技术和其他技术的融合

1．4 论文内容安排

OFDM基本原理和峰均比问题

2．1 OFDM信号描述

2．1．1 OFDM信号的定义

2．1．2 保护间隔和循环前缀

2．1．3 高功率放大器

2．2 峰值平均功率比问题

2．2．1 简介

2．2．2 PAPR的定义

2．2．3 PAPR的分布

2．3 降低PAPR的技术

2．3．1 预畸变技术

2．3．2 概率类技术

2．3．3 编码类技术

三角形压扩法

3．1 引言

3．2 μ律压扩和指数压扩

3．3 三角形压扩

3．3．1 三角形压扩的推导

3．3．2 三角形压扩的峰均比性能

3．3．3 一个新的衡量非线性畸变大小的方法

3．3．4 三角形压扩的误码率性能

3．4 小结

仿真结果

4．1 仿真环境

4．2 压扩正确性验证

4．3 PAPR性能仿真

4．4 BER性能仿真

4．5 三角形压扩的最佳取值

4．6 三角形压扩和剪切法的综合性能比较

4．7 小结

总结

致谢

参考文献