正交频分复用系统中降低papr的算法研究

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1、正交频分复用系统中降低PAPR的算法研究第一章绪论1.1课题研究背景现代社会已经步入信息化的时代，没有信息之间的交流，人们的生活就会受到很大的限制。为满足各方面的通讯需求，大量先进的通信技术得到广泛的应用和发展。其中，移动通信技术不仅仅综合利用了无线、有线的传输方式，而且综合了计算机技术和网络技术的相关研究成果，为人们提供了一种快速可靠的信息交流手段，在现代通信技术中占有很重要的作用。移动通信技术发展至今，先后经历了模拟和数字通信阶段，并逐渐向快速便捷个人通讯方向发展。该技术的发展主要经历了以下阶段[1]：第一代移动通信系统，主

2、要使用频分多址（FDMA）技术进行调制，在商业上迅速发展起来。但该系统也存在自己的弊端，主要表现为保密性差、业务有限和频谱利用率较低。第二代移动通信系统，采用时分多址和码分多址（CDMA）技术进行调制，主要解决了低速率数据传输的问题，并且能够提高系统的频谱利用率。常用的系统主要有全球移动通信系统、先进的数字移动系统和IS-95。第三代移动通信系统，其技术基础是CDMA技术，在全球范围内能够进行通信，并能够让人随时随地与任何人的进行信息交换。该系统具体代表性的主流接口标准主要有宽带CDMA技术、CDMA2000和时分同步CDMA技

3、术。第四代移动通信系统，引入了空分多址技术，增大了信息传输的容量，提高了系统的频谱利用率，降低了时延，并且已经成熟应用到现代社会中，并逐渐占据市场的主导作用。随着通信技术的发展，如何让每个人都能随时随地与人沟通，如何熟练掌握各种终端设备以及设备之间的协同合作，促使通信技术向第五代通信技术发展或者更高阶段的通信技术发展。新一代通信技术和先前的技术一样，都是以正交频分复用（OFDM）技术为核心，不断提高系统的频谱效率和容量。并在第四代通信的基础上，进一步解决因移动环境对信号传输质量的影响及传输过程中符号间干扰的问题。........

4、.1.2课题研究意义OFDM技术[2-3]是一种多载波传输技术，能够有效的对抗多径干扰，频谱利用率较高，数据传输效率较高。该技术主要是通过串并转换，将串行的高速数据转换成一组并行的低速数据，并调制到正交子信道上传输。在接收端，通过采用相关技术来接收正交信号，能够减小频率偏移引起的信道间干扰（ICI）和时延扩展造成的符号间干扰（ISI），有利于数据的准确传输。OFDM技术起源于1950年中期，在1960年初开始投入研究。早期该技术因结构复杂主要在军事通信中使用，但受当时技术条件的限制，许多技术没达到理论要求，加之其模拟方法比较复杂

5、，所以一直没有真正全面投入到实际应用中。到70年代，技术实用性。在80年代，为了克服ICI和ISI，文献[6]引入了循环前缀（CP）的理念，能够有效防止每个子信道的能量扩展到邻信道，从而保护子载波间的正交性。在1990年，因一些先进通讯技术的发展和不断进步，OFDM技术逐渐广泛地应用于数字视频广播和无线局域网等高速数据传输领域中。在高速无线宽带环境下，OFDM技术优越性更为突出，不仅在商用、军事等通信领域得到了广泛应用，而且在民用通信系统中也得到了广泛的应用[7]。进入新世纪以来，随着通信技术的发展以及人们对信息传输速率、信道容

6、量和业务之间协同需求的增加，加快了OFDM技术发展，并逐渐运用到新一代移动通信系统中。.........第二章OFDM系统中的峰均功率比2.1OFDM系统的基本原理OFDM技术是一种多载波技术，能够通过串并转换，将串行传输的高速数据转换成一组并行传输的低速数据，并将其调制到正交子信道上传输。OFDM技术可以抗多径时延带来的码间干扰，原因在于在OFDM符号中插入CP，可以实现对OFDM符号的扩展，并且要求CP的长度gT必须大于信道的最大多径时延，从而可以维护子载波间的正交性。一个基于DFT/FFT的完整的OFDM系统框图如图2-2

7、所示。该系统包括发送端和接收端，同时应该考虑调制、解调、保护间隔、循环前缀、A/D转换、D/A转换、去噪处理以及信道估计等问题。其中DAC表示数模转换，ADC表示模数转换。在图2-2中，在发送端，先将二进制信源数据经过映射，然后通过串/并变换，将串行的高速数据转换为并行的低速数据，通过IDFT/IFFT运算得到时域信号，然后通过加CP、加窗、并/串转换以及数模变换，将模拟信号通过高斯信道以及天线发送到接收端。在OFDM调制过程中采用FFT运算能够大大降低系统实现的复杂度。为了消除多径带来的ISI和ICI，在过程中加入了CP。当信

8、号经过信道时，要考虑噪声对信号的影响。在接收端，数据变换过程与发送端变换过程相逆，但是接收端更复杂，增加了信道估计、信道均衡、定时/同步等部分。......2.2峰均功率比的定义及统计特性在OFDM调制过程中采用FFT运算能够大大降低系统实现的复杂度。为了消除多