OFDM中基于非畸变的PAPR抑制新技术研究

摘要

正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)由于具有抗频率选择性衰落和频谱效率高等优点，成为未来移动通信的主流技术之一。然而，OFDM系统固有的高峰值平均功率比(PAPR，Peak-to-Average Power Ratio)可能会超过功率放大器(HPA，High PowerAmplifier)的线性动态范围，从而引入非线性失真而使OFDM系统的性能严重下降。 为了避免高PAPR带来的非线性失真，在OFDM系统中，需要采用相应的PAPR抑制技术使信号幅度变化在功率放大器的允许范围之内。PAPR抑制技术大致可分为有畸变方法和非畸变方法两类。由于有畸变方法会导致信号失真和带外辐射，使系统误比特率(BER，Bit Error Rate)升高，因此本文主要研究常用的无畸变PAPR抑制方法：子载波预留算法(TR，Tone Reservation)和部分传输序列(PTS，Partial Transmit Sequence)。并在此基础上提出了两种新的低复杂度PTS算法。 本文第一章介绍了论文工作的研究背景和OFDM系统原理，并指出了本文研究的主要内容。 本文第二章介绍了PAPR的定义和其在OFDM系统中的分布，并对目前常用的PAPR抑制方法做了大致介绍。 本文第三章详细介绍了各种常见的TR方案，并分析了各种方案的复杂度。通过对各种TR方案PAPR抑制性能的仿真和性能对比，本章总结出最佳的子载波预留方案，并和多信号替换算法进行了对比。 本文第四章分析了PTS各个备选信号间的相关性，并以此为参考提出了两种新的低复杂度PTS算法。这两种算法分别通过减少PTS算法中备选信号的搜索数目和降低备选信号结合相位因子的数目进而降低PTS的复杂度，并能取得与原PTS算法相当的PAPR抑制性能。 本文第五章是全文的总结，并提出了未来进一步的研究方向。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、缩略词表、符号表

声明

第一章绪论

1.1本论文的研究背景及意义

1.1.1移动通信发展趋势

1.1.2 OFDM系统概述

1.2本论文的主要研究内容和创新

1.2.1课题来源

1.2.2论文研究的核心问题

1.2.3主要内容及创新

1.3本论文的结构安排

第二章OFDM系统的峰平比

2.1 PAPR概述

2.1.1 PAPR的定义

2.1.2 OFDM系统内PAPR的分布

2.1.3基本OFDM系统的PAPR

2.2 OFDM系统的PAPR抑制方法

2.2.1限幅算法

2.2.2子载波预留算法

2.2.3多信号替换算法

2.3本章小结

第三章子载波预留算法

3.1传统的子载波预留算法

3.2简化的子载波预留算法

3.2.1基于POCS的子载波预留算法

3.2.2基于SCR的子载波预留算法

3.2.3基于Active-set的子载波预留算法

3.2.4各种子载波预留算法PAPR抑制性能的仿真和对比分析

3.3本章小结

第四章本文提出的两种低复杂度PTS算法

4.1传统的PTS算法

4.1.1传统PTS算法结构

4.1.2 PTS的仿真结果及性能分析

4.1.3 PTS的复杂度分析

4.2本文提出的减少备选信号搜索范围的低复杂度PTS算法

4.2.1 PTS备选信号间的互相关函数分析

4.2.2减少备选信号搜索范围的低复杂度PTS算法流程

4.2.3仿真结果与性能分析

4.3本文提出的简化相位因子结合的低复杂度PTS算法

4.3.1 PTS备选信号间的相关系数分析

4.3.2简化相位因子结合的低复杂度PTS算法流程

4.3.3仿真结果与性能分析

4.4本章小结

第五章总结

5.1本文贡献

5.2未来研究方向

致谢

参考文献

本文作者在攻读硕士期间参加的科研项目

本文作者在攻读硕士期间已发表录用的文章

个人简历