OFDM系统降低峰平比技术研究

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正交频分复用(OFDM)技术以其优良的抗多径干扰和抗码间干扰等优势,成为下一代移动通信系统所采用的标准之一。然而,作为多载波系统,OFDM系统同样存在峰平比(PAPR)过高的问题,这导致发送端对高功率放大器(HPA)提出了很高的线性要求。当放大器的线性范围不能满足信号变化时,就会对动态范围较大的信号产生非线性失真,使OFDM信号的频谱发生变化,破坏各个子信道信号的正交性,从而导致整个系统性能的恶化。因此,PAPR抑制技术成为OFDM系统的关键技术和研究热点。目前,OFDM系统降低PAPR的方法主要分为三类,编码技术、信号预畸变技术和信号扰码技术。本文首先研究了编码技术中的格雷互补序列,这种技术可以直接将PAPR值降到3dB,但是引入了冗余信息并且增加了系统发射端和接收端的复杂性,而且受星座种类和子载波数目的限制。其次研究了信号预畸变技术中基于μ律的压缩扩张技术,该技术虽然易于实现、复杂度低,适合于任何调制方式和子载波数,但系统误码率高;针对系统误码率性能问题研究了两种简单有效的改善μ律压缩扩张技术的方法,仿真表明:两种方法对OFDM信号误码率性能有一定的改善,将两种改进方式融合后在保证PAPR性能不损失的前提下得到了较好的系统性能。最后研究了信号扰码技术中的部分传输序列(PTS)技术,该技术的PAPR抑制性能很好,但复杂度高。本文以降低部分传输序列技术(PTS)复杂度为目标,重点研究了改进算法。在次优迭代的PTS算法和基于汉明距离的PTS算法的基础上,提出了改进的基于汉明距离的PTS算法,通过加入了门限值,以进一步降低算法的复杂度。仿真证明这种改进算法在不损失PAPR性能的前提下,进一步降低了复杂度,具有较强的实用性。
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