OFDM中降低PAPR的方法

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1、OFDM中降低PAPR的方法彭薇2015年5月1峰均功率比(PeaktoAveragePowerRatio)•峰均功率比（PAPR）的产生：b10b11b12x()tb13•峰均功率比（PAPR）的定义：2maxxn01nNPAPR(dB)10log102Exn2峰均功率比•高峰均功率比的影响：1.61.61.41.41.21.21HPA10.80.80.60.60.40.40.210.2001020304050600Time0102030405060Time0.8OutputsignalInputsignal0.6F

2、(

3、x(t)

4、)0.40.2000.20.40.60.811.21.41.61.82

5、x(t)

6、33峰均功率比•峰均功率比的分布：n11jk2/inx[]iX[]kei,0n1nk0当N很大时，OFDM时域信号x[i]的实部和虚步分别近似服从高斯分布。因此x[i]的功率服从卡方分布。222[]1Probxie因此，峰均功率比的分布即为：2222ProbPAPRxi[]Probx[0],[1]x,...[xi1]N22Probxi[]4OFDM中降低PAPR的方法•剪波法：0.25x[],

7、

8、[]

9、nxnAOriginalSignalCn[]PeakClippedSignalA,

10、[]xn

11、ACplippingThreshold0.20.15优点：简单Amplitude0.10.05缺点：带内失真；带0外辐射01020304050607080Time5OFDM中降低PAPR的方法•压缩扩张法：设计压扩函数，降低大幅值信号的幅值，增加小幅值信号的幅值。优点：降低PAPR效果好缺点：BER性能有损失6OFDM中降低PAPR的方法•有效星座拓展法（ACE）：星座点拓展到阴影区域时，OFDM系统的BER性能不会下降，因为相邻星座点的最小间距未减小

12、。同时，将星座点拓展相当于调整信号的幅值和相位，能够有效降低OFDM信号的峰均功率比。优点：降低PAPR效果好缺点：信号平均功率增大7OFDM中降低PAPR的方法•多音内插法(toneinjection)：8OFDM中降低PAPR的方法9OFDM中降低PAPR的方法•多音预留（TR）：在实际的OFDM系统中，存在一些预留的子载波。TR方法通过在预留子载波上加峰值消除信号来降低OFDM信号的峰均功率比。N11j2/ktTxt()xtct()()(XkkCe)Nk0其中，ct()为峰值消除信号。缺点：复杂度高；频谱优点：降低PAPR效果好利用率低1

13、0OFDM中降低PAPR的方法•多音预留（TR）：11OFDM中降低PAPR的方法•选择性映射（SLM）：缺点：复杂度高；需传优点：信号无畸变输边带信息12PTSAlgorithmXS11IFFTX2S2b1IFFTXS/Px()tAndb+Partition2XMSMIFFTbMPhasefactorOptimization13PTSAlgorithm，PartitionMethodsThreepartitionmethods:(a)Adjacent(b)Interleaved(a)(c)Random(b)(c)14DFA-OFDMbyUnit

14、aryTransformationSystemBlockDiagramDFAIFFTS/PTransP/SGId(j)aU(i,j)bcInv.DFAGRS/PFFTTransP/SU(i,j)HUHd(j)r(t)cbaDFAOFDMblockdiagram15DFA-OFDMbyUnitaryTransformationAssumptionsM-pointIFFT/FFTTXsignal:d(j)(j=0,1,2,…)Tinputvector:a[(0),(1),,(aaaK1)]UnitarymatrixUuu0,00,M1U

15、uuMM1,01,M1TransformedoutputbisgivenbyTba[(0),(1),,(bbbM1)]U16DFA-OFDMbyUnitaryTransformationithMMpermutationmatrixPi()i00011000Pi()01000010itimespermutationofUUi()PiU()TransformedsignalwithU(i):bb()iUi()17DFA-OFDMbyUnitaryTransforma

16、tionTypical