OQAM-OFDM系统中基于预留子载波降低峰均功率比方法的研究

摘要

近来,基于交错正交幅度调制的正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexingwithOffsetQuadratureAmplitudeModulation,OQAM-OFDM)技术已成为传统正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,OFDM)技术的替代方案之一。OQAM-OFDM技术通过引入整形滤波器对信号进行频谱整形,从而有效解决了传统OFDM技术需要引入循环前缀(CyclicPrefix,CP)、对频率偏移敏感和带外能量干扰较高等问题。然而,由于OQAM调制中存在半个周期的传输时延和整形滤波器的影响,所以OQAM-OFDM技术不能直接利用快速傅里叶变换(FastFourierTransform,FFT)及快速傅里叶逆变换(InverseFastFourierTransform,IFFT)实现,复杂度较高。同时,与其他多载波调制(MulticarrierModulation,MCM)技术一样,OQAM-OFDM技术还存在信号峰均功率比(Peak-to-AveragePowerRatio,PAPR)过高的问题。
　　针对上述问题,本文首先提出了一种基于IFFT/FFT的OQAM-OFDM系统快速实现方法。该方法能够避免大量的卷积运算,从而极大提高系统的运算速度,降低系统复杂度。随后,根据提出的快速实现框架,本文对采用预留子载波(ToneReservation,TR)技术的OQAM-OFDM系统进行了分析与建模。由于相邻频域数据块在时域上是相互重叠的,因此传统的迭代类算法和遗传类算法均不能在OQAM-OFDM系统中直接使用。本文对这两类传统算法分别加以改进,提出了重叠缩放(OverlappedScaling)算法和多核(Multikernel)算法来降低OQAM-OFDM信号的PAPR。
　　重叠缩放算法的主要思想是通过缩放滤波后的剪切噪声来产生峰值消除信号,在计算缩放系数时考虑了数据块在时域上相互重叠带来的影响。重叠缩放算法简单有效,能够在PAPR降低效果和计算复杂度之间获得较好的平衡。多核算法利用预留的子载波产生多个类似脉冲波形的时域信号核来消除OQAM-OFDM信号的高峰值。由于OQAM-OFDM系统中信号在IFFT后还要通过滤波器,因此OQAM-OFDM系统中的时域信号核与传统的OFDM系统不同。与重叠缩放算法相比,多核算法能更有针对性的降低信号的峰值,因此能获得更好的PAPR降低效果。仿真结果可以看出,重叠缩放算法与多核算法均能在不影响OQAM-OFDM系统频谱特性的情况下,有效降低信号的PAPR,并提高系统的误码率性能。

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常见术语或缩略语解释：

1. 绪 论

1.1研究背景和意义

1.2研究现状

1.3本文工作安排

2. OQAM-OFDM无线通信系统

2.1 OQAM-OFDM系统基本原理

2.2 OQAM-OFDM系统快速实现

3. OQAM-OFDM系统中的PAPR问题

3.1 OQAM-OFDM信号的PAPR

3.2传统降低PAPR的方法概述

4. OQAM-OFDM系统中基于预留子载波降低PAPR方法的研

4.1传统OFDM系统中的预留子载波技术

4.2基于预留子载波的OQAM-OFDM系统模型

4.3重叠缩放算法

4.4多核算法

4.5 性能仿真

5. 结 论

5.1论文的主要贡献

5.2进一步工作建议

致谢

参考文献