OFDM系统中抑制峰均比技术研究

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正交频分复用(OFDM)技术是一种把高速率的串行数据通过频分复用来实现并行传输的多载波传输技术,以其较高的频带利用率和良好的抗多径衰落能力,成为了第四代移动通信系统的核心技术之一。但是OFDM技术同样也存在缺陷,如具有较高的峰均比(PAPR),对频率偏差比较敏感,子载波之间难以同步等问题。其中,如何抑制过高的峰均比,已经成为OFDM技术走向实际应用亟待解决的问题。高的OFDM信号峰均比,会对D/A转换器和高功率放大器的线性动态范围提出更高要求,使高功率放大器效率低下,基站等设备耗电量增大。针对这一问题,论文对如何有效地抑制OFDM的PAPR问题进行了深入研究,主要做了以下工作:首先,介绍了OFDM技术的发展和应用,阐述了OFDM技术的基本原理和系统模型,给出了OFDM系统的参数选择标准和研究热点。之后分析了OFDM系统过高的峰均比产生的原因,阐述了峰均比的定义和分布。其次,本文总结了现有抑制峰均比的三类主要技术,并对每一类技术中的典型算法进行了详细分析和研究,对各类算法的性能进行了分析比较。再次,本文重点研究了抑制OFDM系统峰均比的限幅类技术。通过对传统的限幅类技术的仿真分析,发现其虽然能降低PAPR值,但难以解决峰值再增长问题。限幅—滤波算法(CAF)则可以很好的解决这个问题。通过对限幅—滤波算法(CAF)的仿真分析可以看出,CAF算法不仅可以有效降低PAPR值,而且在降低误码率性能上也有所提升。为了更好的抑制信号的峰值再增长,对CAF算法进行了改进,提出了迭代限幅滤波算法(RCAF),通过仿真发现,迭代次数越高,PAPR值越低,降低峰均比的性能越好。但是随着迭代次数的增加,降低PAPR的幅度会不断减小。最后,论文提出了一种新的抑制OFDM系统峰均比的算法,信号均值算法。通过仿真证明该算法可以有效的降低PAPR值,同时该算法计算量较小,而且能够降低发射功率和运算时间。
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