OFDM/OQAM系统的峰均比抑制技术研究与实现

摘要

作为一种多载波传输系统，正交频分复用/交错幅度正交调制（Orthogonal Frequency Division Multiplexing/Offset Quadrature Amplitude Modulation, OFDM/OQAM）存在PAPR高的问题，这增大了对系统实际应用中功率放大器线性范围的需求，使系统实现成本剧增。而由于OFDM/OQAM中存有“符号重叠”现象，大多数 OFDM下的 PAPR抑制算法无法直接应用于该系统。本论文针对OFDM/OQAM的峰均比抑制问题进行了研究与算法硬件实现。论文完成的工作包括：
　　（1）OFDM/OQAM原理分析与系统仿真。对OFDM/OQAM系统原理进行了分析，并仿真实现了CP-OFDM与OFDM/OQAM系统，仿真结果表明OFDM/OQAM在高斯信道下与CP-OFDM具有同等的误码性能，并在功率效率上相对CP-OFDM具有1.93dB的优势。
　　（2）OFDM/OQAM系统下选择映射法的仿真实现。首先结合系统原理分析了OFDM/OQAM中由“符号重叠”带来的 PAPR抑制问题特殊性。仿真实现了OFDM/OQAM系统下两种前人根据传统选择映射法改进而来的PAPR抑制算法：OSLM与IOSLM。实验结果表明，IOSLM相比OSLM可更好地抑制峰均比，但算法对于重叠符号的考虑降低了码字筛选的自由度，其性能仍有待提升。
　　（3）OFDM/OQAM系统的峰均比抑制联合算法研究。考虑到OFDM/OQAM带外辐射低，无失真类算法的引入对系统误码性能影响相对较小，给出一种C-OSLM联合算法。基于IOSLM，以两种可行方案引入限幅，使用联合算法抑制PAPR。仿真结果表明，C-OSLM综合了无失真与有失真两类算法各自的优点。通过对限幅参数进行一定的选择，C-OSLM算法可在不影响系统性能的前提下大幅提升选择映射类算法在OFDM/OQAM中的应用效果。
　　（4）对 OFDM/OQAM系统下的 IOSLM进行了 FPGA硬件实现。首先对OFDM/OQAM应用IOSLM算法的系统发射端整体实现方案进行了设计，进一步结合时序图对每个重要模块的实现方法进行了详细阐述。实验结果表明，本文的IOSLM硬件实现方案较为成功，能够有效降低OFDM/OQAM系统峰均比。

目录

声明

第一章 绪论

§1.1 研究背景和意义

§1.2 研究现状

§1.3 课题来源及论文内容安排

第二章 OFDM/OQAM系统原理

§2.1 OFDM/OQAM系统简介

§2.2 OFDM/OQAM系统脉冲成型滤波器

§2.3 性能仿真与分析

§2.4 本章小结

第三章 OFDM/OQAM系统的PAPR抑制

§3.1 峰均比定义

§3.2 OFDM系统中常用的峰均比抑制算法简介

§3.3 OFDM/OQAM系统的PAPR分析

§3.4基于选择映射法的OSLM算法与IOSLM算法

§3.5 C-OSLM联合算法

§3.6本章小结

第四章 PAPR抑制算法的FPGA实现

§4.1 PAPR抑制算法的FPGA实现架构

§4.2 关键模块的实现介绍

§4.3 硬件实验测试结果

§4.4 本章小结

第五章 总结与展望

§5.1 论文工作总结

§5.2 未来展望

参考文献

致谢

作者攻读硕士期间主要研究成果