基于CAZAC序列的预留子载波算法研究

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随着人们对通信需求的不断增加,现代通信系统也在不断地革新,新的通信技术也在不断地发展当中。正交频分复用(OFDM)技术以其众多的优点而被业界认为是未来通信系统的主要技术之一。OFDM技术非常适合在复杂的通信环境下实现高速的数据传输,具有很好的抗多径衰落能力和抗窄带干扰能力。它的频谱利用率高,而且能很好地克服符号间干扰(ISI)以及载波间干扰(ICI)。但是同时它也存在着一些缺点,峰值平均功率比(PAPR)较大就是其中比较明显的一个。峰均比过高会导致OFDM信号通过功率放大器时因超出其线性范围而产生失真,使得误码率升高,系统性能明显下降。这就让OFDM技术难以继续发展。所以,有效地降低其峰值平均功率比是OFDM技术应用的关键所在。本论文研究的就是这些方面的方法问题。首先,本论文介绍了OFDM系统研究的背景和现状及其基本原理和关键技术,并且给出了峰均比的理论说明和描述方法。随后,对当前抑制峰均比的几类技术进行了介绍和讨论。本文着重介绍了预留子载波(Tone Reservation,TR)的方法。通过分析对比各种技术,总结了其优点和缺点。针对TR方法的弊端,本论文在其基础上,提出了一种新的改进方法并进行了仿真。该方法是用CAZAC序列作为预留子载波上的发送信号,用以生成削峰信号。利用CAZAC序列本身所具有的优点,可以提高系统降低PAPR的性能。由于本方法中削峰序列的相位的寻找采用了次优的搜索,而功率保持恒定,计算量上会有明显的降低。这样,相比于传统预留子载波算法无限迭代的情况,改进算法在稍微损失一部分PAPR抑制性能的代价下,大大降低了系统的复杂度。计算机仿真结果和对复杂度的分析表明,与传统TR算法相比较,改进的TR方法在降低PAPR方面有微小的损失,但新的方法却避免了无限制的迭代,大大降低了系统的运算量和复杂度。可以推断,这是一种可以应用于实践的降低OFDM系统中峰均比的方法。
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