降低信号峰均功率比算法研究

摘要

第四代移动通信系统的核心技术，正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术是由多载波调制（Multi-Carrier Modulation,MCM）发展而来，由于该技术拥能较好的抗多径衰落和抑制窄带干扰，是目前无线通信系统中实现复杂度低、应用最广的一种多载波传输方案。虽然OFDM系统带来更好的频谱利用率，但同时也存在较高的峰均功率比（PAPR）。高峰值信号在发射时会使大量信号进入高功率放大器（High Power Amplifier，HPA）的非线性区域，从而导致带外辐射和带内失真，破坏OFDM系统性能。所以，如何抑制OFDM系统的PAPR，是亟待解决的问题。
　　本文从现有的抑制技术出发，首先分析了抑制OFDM系统PAPR的几类主要技术，尤其详细讨论了实用性较强的限幅技术和部分传输序列（PTS）技术的基本原理，并分析了这些技术各自的优缺点。最后发现传统OFDM限幅技术虽然能有效降低PAPR，但以牺牲BER性能为代价，针对这一问题，提出了基于优化模型的改进限幅算法，在保证PAPR性能的同时，降低误码率。为了达到更好的PAPR抑制效果，从PAPR产生的根本原因出发，将基于优化模型的改进限幅技术和PTS技术有机结合，从调幅和调相两方面出发，先使用PTS次优方法旋转信号相位，得到PAPR最优序列，降低高峰值出现概率，再用基于优化模型的限幅技术，限制信号幅度，进一步抑制PAPR，该方法兼顾了PAPR和BER性能。通过MATLAB软件仿真表明，基于优化模型的改进限幅和PTS联合技术与常规限幅技术和PTS技术相比，联合算法增强了系统性能且减少了计算量，对于抑制OFDM系统的PAPR来说，是一种有意义并且容易实现的新方法。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究工作的背景及意义

1.2 PAPR抑制算法的国内外研究历史与现状

1.3 本文的主要贡献及创新

1.4 本文的结构安排

第二章 OFDM系统与峰均比基础原理

2.1 OFDM系统基本原理与结构

2.2 峰均功率比的定义及概率分布

2.3 OFDM系统PAPR抑制技术

2.3.1 限幅和滤波技术

2.3.2 部分传输序列技术

2.3.3 矩阵变换技术

2.4 本章小结

第三章 基于优化模型的改进限幅和PTS的联合算法

3.1 基于优化模型的限幅改进方案

3.1.1 传统限幅与限幅滤波方案介绍

3.1.2 基于优化模型的改进限幅方案

3.1.3 基于优化模型的改进限幅方案的参数优化

3.2 基于优化模型的限幅滤波和PTS联合算法

3.2.1 Cimini PTS方案介绍

3.2.2 基于优化模型的改进限幅和PTS联合方案

3.3 本章小结

第四章 全文总结与展望

4.1 全文总结

4.2 后续工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果