OFDM系统峰均功率比抑制算法的研究.pdf

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1、北京石油化工学院学报第18卷第1期Vo1．18NO．1JournalofBeijingInstituteof2010年3月Mar．2010PetrochemicalTechnologyOFDM系统峰均功率比抑制算法的研究刘家彬郝入葶(北京石油化工学院通信工程系，北京102617)摘要降低正交频分复用(()FDM)系统峰均功率比(PAPR)的技术有信号预畸变技术、信号编码技术和信号扰码技术。以信号扰码技术中的部分传输序列(PTS)法作为重点研究对象，研究该方法在降低OFDM系统PAPR时的原理，并且在不同序列个数

2、V、相位因子选择个数w以及子载波个数N条件下埘PT()FDM系统的PAPR性能进行了仿真。仿真结果表明，增加或w都有利于PTS_()FDM系统PAPR性能的提高。关键词正交频分复用；峰均功率比；部分传输序列；选择映射中图法分类号TN914．3随着信息化的进一步发展，未来移动通信了多载波调制(MCM)技术]。通过把高速数系统需要能够用有限的频谱资源来提供更多的据流分成多路并行的低速数据流，用这些并行通信业务、更高的数据速率和更好的通信质量。低速数据流去调制多个载波(信道)。传统的并而信息高效、可靠的传输是所有技术

3、面临的重行多载波系统把整个频谱分割成若干个子信要问题之一。正交频分复用(OrthogonalFre道，子信道之间没有重叠，还要留出一定保护间quencyDivisionMultiplexing，OFDM)可以在隔以防止互相干扰，其频谱利用率很低。无线信道中实现数据的高效、可靠传输。OFDM在频域把频谱分成许多正交子信道，子()FDM技术最早始于2O世纪6O年代，主信道之间可以互相重叠，这样既减少了子信道要用于军事通信中，但因其结构复杂限制了进问的干扰(由于信道相互正交)，又提高了频谱一步的推广。2O世纪7O年代

4、，人们发现可以利用率(由于信道相互重叠)，因而备受关注。采用离散傅里叶变换(DTF)实现OFDM，使1OFDM系统PAPR抑制算法()FDM技术走向实用化。随着数字信号处理概述技术和高速器件的发展，OFDM在高速数字用户环路(HDSI)、非对称数字用户环路(AD—OFDM基本原理就是把高速的数据流通SI)、超高速数字用户环路(VHDSI)、数字音过串并变换，分配到速率相对较低的若干个子频广播(DAB)及高清晰度数字电视(HDTV)信道中进行传输，而各个子信道之间是相互正和陆地广播等各种通信系统中得以成功交的，接

5、收机就是依靠这种正交性来解调信号应用。的。当OFDM系统峰均功率比(Peak—to—无线信道的一个重要特点是多径传播，它AveragePowerRatio，PAP尺)过大时，将会造使接收信号互相重叠，产生码间干扰(ISI)。当成功率放大器过载，频谱严重外泻，各个子信道传输数据速率较高时，信号持续时间较短，其占之间不再正交，接收机无法正确解调信号，系统用的带宽就较宽。若信号带宽超过信道相干带误码率提高。所以，怎样降低PAPR是宽时，信道的时问弥散特性将对接收信号产生OFDM系统的关键技术之一。频率选择性衰落。为解

6、决这个问题，人们提出在实际OFDM系统中，()FDM信号都是由采样后的离散序列来表征的。所以，PAPR定义为一个OFDM符号内离散()FDM信号瞬28北京油化上学院学报20l0年第18卷时峰值功率与其平均功率的比值。即：载波数较少的情况，其应用具有很大的局限性【。PAPR(dB)一一101og。tVaverageLLI，7j1．3信号扰码技术降低OFDM系统的PAPR(1)1．3．1选择映射(SIM)法降低PAPR式中，表示经过离散傅里叶逆变换(IFFT)选择映射法(SIM)的基本原理如图1后生成的OFDM符号

7、序列，即：所示。1一N-1===亡>：x女w"，k，∈{0，N一1)(2)√N—k=0其中，W尘州，N是OFDM系统正交子信道的个数，X表示输入到OFDM系统中的待3组选适择一当的序列传输原始信息符号序列。因为瞬时峰值功率是随机变量，所以式(1)3定义的PAPR也是随机变量。图1选择性映射(SLM)OFDM系统原理1．1信号预畸变技术降低OFDM系统的PAPROFDM系统发射机内的信号可以表示为1．1．1限幅方法一IFFT[-X]，(k，n一0，⋯，N一1)。假设存限幅(Limiting)也称为削波(Clipp

8、ing)，是在M个不同的长度为N的随机相位序列降低PAPR最简单、最直接的方法。根据P’一{P，P，⋯P}，其中U一{1，2，⋯，PAPR的统计特性，高PAPR出现的概率极M)，P；===e坤，i一{0，1，⋯，N一1}，ql在[O，小，所以削去过大的瞬时幅度对系统的影响应2兀)之内服从均匀分布。可以利用M个相位该不大。然而，限幅是一个非线性过程，它将导分别与IFFT的输入序列X进行点