OFDM系统中降低峰均功率比方法的研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要正交频分复用（OFDM）是一种多载波调制技术，由于具有频谱利用率高、抗多径干扰能力强等优点，已广泛应用于数字音频广播、数字视频广播、无线局域网等领域。OFDM的缺点之一是具有较高的峰均功率比（PAPR），这会大大降低系统性能，甚至影响其实际应用。因此必须采用一定技术降低峰均比，提高OFDM系统的性能。本文在分析OFDM技术基本理论的基础上，给出了峰均功率比的定义、分布以及高峰均比产生的原因，着重对降低OFDM系统峰均比的多种算法进行了系统和深入的研究。首先，详细讨论了信号预畸变技术中的限幅滤波法和压缩扩展变换法。接着，研究了信号编码技术中的一种基于格雷互

2、补序列和雷德密勒码来降低峰均比的编码算法。通过MATLAB仿真，表明该方法能够将峰均比严格限制在3dB以内，并且具有良好的纠错能力。然后，详细研究了信号扰码技术中的两种典型算法：选择性映射法（SLM）和部分传输序列法（PTS），并对二者在降低峰均比的能力和增加辅助信息的冗余度方面进行了仿真比较。针对这两种方法的计算复杂度很大的缺点，提出了改进，通过IFFT转换T方法和次优化迭代算法分别改善了SLM和PTS的高复杂度。同时对于SLM法需要多个IFFT模块导致系统复杂度高的缺点，提出了一种基于比较序列随机性的判决算法，从而只需要一个IFFT模块。最后，以TI公司的DSP芯片TMS320C5

3、402为开发环境实现了OFDM系统基带调制的CCS仿真，从而验证了理论方法的有效性。关键词：正交频分复用，峰均功率比，限幅滤波，格雷互补序列，选择性映射，部分传输序列，数字信号处理iOFDM系统中降低峰均功率比方法的研究ABSTRACTDuetoitshighband-widthefficiencyanditsrobustnesstomultipath,OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing(OFDM)hasbeenusedwidelyinseveralareas,suchasDigitalAudioBroadcasting,DigitalVid

4、eoBroadcasting,WirelessLocalAreaNetwork.OFDMhasthehighPeak-to-AveragePowerRatio(PAPR)whichisitsdisadvantageanditcanreducethesystem’sperformance,SowemustreducethePAPR.Inthispaper,thedefinitionanddistributionofPAPRareintroducedbasedontheanalysisofthetheoryofOFDMtechnology,andthemethodsofreducingPA

5、PRofOFDMsystemarestudiedthoroughly.Firstly,ClippingandModifiedCompandingTransformwhicharesignalpre-distortingtechnologyaredescribed.Secondly,acodingschemebasedonGolayComplementarysequencesandReed-MullercodesisproposedtoreducethePAPR.ThisschemecancontrolthePAPRto3dB,andhaveforwarderrorcorrectionc

6、apability.Then,twotypicalalgorithmofsignalscramblingtechnology─SelectiveMapping(SLM)andPartialTransmitSequence(PTS)areanalyzed.ThetwomethodsarecomparedbyMATLABsimulationwithrespecttothecapabilityofPAPRreductionandtransmitsignalredundancy.Inordertoreducethelargecomputationcomplexity,weproposeanew

7、SLMschemebyusinganIFFTconversionandanimprovedPTSschemebyusingsuboptimaliterativealgorithm.BecausetheSLMneedssomeIFFTsoperatingwhichhavehighsystemcomplexity,weproposeasimpleralgorithmtoselectthetransmittedsequencebycomparingr