OFDM系统中峰均功率比的研究

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1、yi21幸359分类号：UDC密级：编号：04110612幽撼毋博士学位论文OFDM系统中峰均功率比的研究学位申请人曹若云导师姓名及职称专业名称秦家银教授通信与信息系统--．C舭年十月三十日中山大学博士学位论文OFDM系统中峰均功率比的研究论文题目：OFI)M系统中峰均功率比的研究专业：通信与信息系统博士生：曹若云指导教师：秦家银摘要正交频分复用(OrlhogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)具有抗多径衰落能力强、频谱效率高、可用快速傅立吐变换进行基带实现和简单的频域均衡等优点，因而已成为高速无线通信系统中经常采用的一种技术。但是，OFDM

2、系统的主要缺陷之一是信号具有较高的峰均功率LL(PeaktoAveragePowerRatio。n让R)，当OFDM信号通过线性范围有限的高功率放大器时，容易造成信号的非线性失真，从而导致系统的误码率性能下降和带外能量泄露。因此，本文针对OFDM系统中的峰均比问题进行研究，在分析和总结前人研究成果的基础上，提出了如下三种降低OFDM信号峰均比的算法，其主要内容为：1．非线性压缩扩张方法是降低OFDM信号峰均比的一类重要方法。本文对现有的几种具有代表性的压缩扩张方案进行了深入的研究，在对其进行理论推导和分析证明的基础上，修正了其中关键参数的取值；并提出了一种新的非线性压缩扩张方案，该方

3、案在保证压缩扩张变换前后信号的平均功率不变的同时，能够将OFDM信号的振幅从所服从的瑞利分布变换为线性分布，这样适当地增大小振幅信号出现的概率，同时减小大振幅信号出现的概率，从而达到降低信号峰均比的目的。理论分析表明，新的压扩方法能够在保持原信号平均功率不变的情况下使峰均功率比降低到7．8dB以下。仿真结果也验证了有关分析，结果表明新方案在降低峰均比和系统误码率之问达到了较好的折中，具有较高的实用价值。2．为了进一步降低本文提出的新压缩扩张方案的误比特率，减小带外功率辐射，本文在前人提出的受限剪波方案的基础上，将压缩扩张与受限剪波相结合，提出了一种新的低复杂度受限压扩方案。该方案首先

4、对OFDM信号在时域内进行非线性压扩，然后在频域对其进行带内和带外处理，最后再变换成时域信号传中山大学博士学位论文OFDM系统中峰均功率比的研究输。仿真结果表明。与单纯的非线性压扩方案相比，采用新方案能够达到改善系统性能的目的；同时，与单纯的受限剪波方案相比，可以避免参数选择所需的大量尝试和运算，而且信号的平均功率在系统处理过程中保持不变，其结构简单，易于实施，实用性强，其代价是系统的峰均比性能赂有下降。3．用来降低OFDM信号峰均比的另外一种传统方法是部分发送序歹t](PartialTransmitSequence．PTS)，该方法的主要缺陷在于系统需要进行大量的复杂运算。本文在分

5、析PTS-OFDM系统的基础上，提出了一种新的自适应冗余序列方法。通过预先设定PAPR性能门限并自适应地调整系统参数的取值，新方案可以在保证系统具有较好的PAPR性能的前提下，有效地降低冗余序列方法的运算复杂度，大大节约了系统的运算开销。仿真结果验证了上述方案的有效性。迸一步研究表明，该方案也可推广应用于选择性映射方法。关键词：正交频分复用，峰均功率比，压缩扩张，受限剪波，部分发送序列，选择性映射Ⅱ中山大学博士学位论文OFDM系统‘

6、I峰均功事比的研究Title：ResearchonthePeaktoAveragePowerRatioProbleminOFDMsystemMajor：

7、CommunicationsandInformationSystemsName：RuoyunCaoSupervisor：JiayinQinABSTRACTOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexingisadvantageousbecauseofitsrobustnesstomultipathtiding，highspectralefficiency，liablenesstobeimplementedwithFastFourierTransformandsimplefrequency-domainchannelequalization,andhasbe

8、comeawidelyusedtechnologyinhigh-speedwirelesscommunicationsystems．But．oFDMsystemhasonemajordrawback—thesignalusuallyexhibitshighPeal(toAveragePowerRatiovalues．WhenanOFDMsignalgoesthroughaHighPowerAmplifierwithlimitedlineardynamicr