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基于OFDM系统峰均比抑制技术的研究

作 者: 张敏
导 师: 汪晋宽
学 校: 东北大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: 正交频分复用 峰均比 部分传输序列 多载波调制
分类号: TN919.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 49次
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内容摘要


OFDM(Orthogonal frequency division multiplexing)是一种并行的多载波传输方案,它利用相互正交的多个子载波来传输信息,具有谱利用率高、抗多径干扰能力和码间干扰能力强、有效对抗频率选择性衰落、接收端无需复杂均衡技术等优势。然而,OFDM系统的主要缺点之一是信号具有较高的峰均比(Peak-to-Average-Power Ratio, PAPR)。当峰均比较高的信号被送入非线性器件时,会增加带内失真和带外干扰,使系统性能严重下降。这就要求系统的功放高度线性且要有很大的动态范围,导致系统的成本和实现难度增加。因此,采用合适的技术来降低PAPR对OFDM系统具有重要的理论价值和实际意义。本文介绍了OFDM技术理论基础,讨论了降低峰均比的三大类技术,并对其中的典型方法进行了分析。在部分传输序列方法的研究基础上,提出了基于双层相位序列优化的改进算法。该方法在双层搜索模式的基础上,将原来双层搜索中的每一层及组内随机全搜索采用一种有规律的方法搜索相位序列。利用相位序列之间的推进关系,推导出加扰信号之间递推关系,有效地降低了计算复杂度。改进后的算法保持了原算法良好的PAPR性能,并且具有较低的复杂度。针对部分传输序列方法的复杂度仍然随着分块数的增加(子载波数增加)呈指数增长的问题,进一步对部分传输序列方法进行了研究。考虑到OFDM系统中信号出现很大峰值功率的概率极小,提出具有预判断技术的PTS算法,并设计了算法的系统结构。采用预判断技术来事先判断信号的PAPR值,仅对不满足系统要求的信号进行加扰处理,可以有效降低复杂度,并且改善了因降低PAPR引起的系统误码率性能的恶化。另外,提出预判断技术与自适应技术相结合的部分传输序列算法,设计了算法系统结构,该算法进一步降低了计算复杂度。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-15
  1.1 研究背景与意义  9
  1.2 OFDM技术的发展与应用  9-12
  1.3 OFDM的关键技术及研究现状  12-13
  1.4 论文的主要工作及内容安排  13-15
第2章 OFDM系统中的峰均比问题  15-31
  2.1 无线信道传输特性  15-16
  2.2 OFDM系统基本原理  16-22
    2.2.1 OFDM信号调制与解调  17-19
    2.2.2 子载波的正交条件  19-20
    2.2.3 基于IFFT/FFT的OFDM实现  20-21
    2.2.4 保护间隔和循环前缀  21-22
  2.3 OFDM信号的峰值平均功率比  22-27
    2.3.1 峰值平均功率比的定义  23
    2.3.2 峰值平均功率比的分布  23-25
    2.3.3 过采样对峰值平均功率比分布的影响  25-27
  2.4 降低OFDM系统峰均比的常用方法  27-30
    2.4.1 信号畸变类技术  27-28
    2.4.2 编码类技术  28
    2.4.3 信号加扰类技术  28-30
  2.5 评价抑制峰均比技术的标准  30-31
第3章 基于双层PTS结构的改进算法  31-45
  3.1 传统部分传输序列方法  31-33
    3.1.1 传统部分传输序列基本思想  31-32
    3.1.2 迭代部分传输序列(IPTS)算法  32-33
    3.1.3 自适应部分传输序列(APTS)算法  33
  3.2 双层相位优化PTS算法  33-37
    3.2.1 算法基本思想  33-34
    3.2.2 算法描述及流程  34-35
    3.2.3 仿真结果及分析  35-37
  3.3 改进的双层相位优化PTS算法  37-41
    3.3.1 算法基本思想  37
    3.3.2 算法描述及流程  37-38
    3.3.3 仿真结果及分析  38-41
  3.4 自适应双层相位优化PTS算法  41-43
  3.5 小节  43-45
第4章 结合预判断技术的PTS算法  45-57
  4.1 预判断技术  45-46
  4.2 采用预判断技术的PTS算法  46-52
    4.2.1 系统结构原理  46-49
    4.2.2 算法流程及步骤  49-50
    4.2.3 仿真结果及分析  50-52
  4.3 预判断技术与自适应相结合的PTS算法  52-55
  4.4 小节  55-57
第5章 结论与展望  57-59
  5.1 结论  57-58
  5.2 展望  58-59
参考文献  59-63
致谢  63

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 数据传输技术
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