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降低OFDM系统峰均功率比的研究

作　者: 田毅辉
导　师: 李万臣
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 正交频分复用 峰均功率比 部分传输序列 边带信息 低复杂度
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 41次
引　用: 1次
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内容摘要


随着通信技术的不断发展和成熟,人类社会正在进入一个新的信息化时代。正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术作为下一代通信技术的核心技术,对其研究也正广泛的进行。正交频分复用(OFDM)是一种多载波调制传输方案,它可以被看作一种调制技术,也可以被当作一种复用技术。其基本思想是将高速传输的数据流通过串／并转换,变成在若干个正交的窄带子信道上并行传输的低速数据流。OFDM技术将传送的数据信息分散到每个子载波上,使得符号周期长于多径时延,从而有效地对抗多径衰落,OFDM技术利用信号的正交性,允许子信道频谱重叠,使得频谱利用率提高。然而,OFDM系统本身的一些不足也制约了其广泛的应用,例如信号的同步问题,高峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio, PAPR)的问题。本课题总结了目前国内外降低PAPR的多种技术。目前,降低PAPR的方法主要可以归为三类：限幅类技术、编码类技术和概率类技术。其中：限幅类技术是一类简单的、有效的降低PAPR的方法,其最大的优点就是系统实现简单,但是这种方法会引起信号的畸变,造成系统性能严重下降。编码类技术是利用不同的编码方法,选择PAPR较小的码组,不会使信号产生畸变,但计算复杂度非常高,只适用于子载波数比较少的情况。当子载波数量较大时,编码效率会非常低。概率类技术通过对信号进行线性变换,来降低高PAPR出现的概率,可以得到较好的性能,通常它需要较大的计算量,系统复杂度较高。本课题对概率类技术进行了重点的研究。在部分传输序列(PTS)算法的基础上提出了改进的算法,和传统算法相比,在考虑相位因素的同时加入了幅度的因素,使得系统的PAPR性能得到了提升。在此基础上,对相位的取值范围进行了研究和改进,增加相位的取值范围并不能明显的改善PAPR性能,改进方法降低了系统传输的复杂度。边带信息的直接传输,将产生峰值再生问题。文章对此进行了研究,改进的算法较好的抑制了该问题。针对上述改进算法,进行了实验仿真。结果验证了改进算法有效降低了PAPR,减少了计算量。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-11
第1章 绪论  11-17
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 发展的历史和现状  12-13
  1.3 OFDM技术的优点和不足  13-15
  1.4 降低PAPR技术的研究现状  15
  1.5 本课题的结构安排  15-17
第2章 OFDM技术的原理  17-34
  2.1 OFDM技术原理  17-19
  2.2 OFDM的系统框图  19-29
    2.2.1 系统的信源编码与解码  20-23
    2.2.2 串/并转换  23
    2.2.3 FFT和IFFT的实现  23-24
    2.2.4 保护间隔和循环前缀  24-26
    2.2.5 信道编码和解码环节  26-29
  2.3 OFDM相关技术介绍  29-32
    2.3.1 时域和频域同步  29-31
    2.3.2 交织  31
    2.3.3 信道估计  31-32
    2.3.4 均衡  32
    2.3.5 改善系统对非线性的敏感性  32
  2.4 OFDM技术的应用  32-33
  2.5 本章小结  33-34
第3章 峰均功率比问题的研究  34-44
  3.1 PAPR问题的引出  34-35
  3.2 OFDM系统峰均功率比的定义及其分布  35-37
  3.3 解决高峰均功率比问题的方法  37-43
    3.3.1 限幅类方法  37-39
    3.3.2 编码类方法  39-41
    3.3.3 概率类方法  41-43
  3.4 本章小结  43-44
第4章 降低PAPR的改进算法的研究  44-67
  4.1 基本的SLM算法  44-47
  4.2 基本的PTS算法  47-49
  4.3 影响PAPR性能的因素分析  49-53
    4.3.1 采样率的影响  49-51
    4.3.2 子载波数的影响  51-52
    4.3.3 不同的分组数的影响  52-53
  4.4 改进算法的研究  53-60
  4.5 误码率性能分析  60-62
  4.6 边带信息问题的研究  62-65
  4.7 本章小结  65-67
结论  67-69
参考文献  69-73
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  73-74
致谢  74

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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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