OFDM系統(tǒng)中基于FFT特性的峰均比降低方法研究及實現(xiàn).pdf

1、正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系統(tǒng)中，輸出信號是多個子信道信號的疊加，與單載波傳輸技術相比，存在著較高的峰均比(Peak-to-average Power Ratio,PAPR)，這使得OFDM的輸出信號有較大的動態(tài)范圍，且對放大器、模/數(shù)轉換器(Analog-to-Digital Converter,A/D)和數(shù)/模轉換器(Digital-to-Analo

2、g Converter,D/A)的線性動態(tài)范圍要求較高，結果降低了射頻放大器的功率效率，增加了系統(tǒng)成本；但如果放大器的線性范圍不能滿足信號的變化，就會產生信號畸變，從而破壞子信道之間的正交性。
　　 針對上述問題，本論文主要研究如何有效地降低OFDM通信系統(tǒng)中PAPR問題的方法。主要工作有：首先簡介了OFDM系統(tǒng)的特點以及PAPR的研究現(xiàn)狀，并概括了要進一步解決的問題和本文的主要貢獻、研究內容。第二部分先詳細介紹了OFDM系統(tǒng)模

3、型，并闡述了過采樣對OFDM系統(tǒng)中功率譜密度的影響；在此基礎上，對PAPR進行理論分析和數(shù)學推導，闡述了峰均比的定義、統(tǒng)計分布以及對系統(tǒng)的影響，為后面的討論提供有效的理論依據。
　　 針對部分傳輸序列法(Partial Transmit Sequence,PTS)的計算量隨分割子序列數(shù)按指數(shù)增長。第三部分先提出了一種減少計算復雜度的改進方法：利用快速傅立葉變換(Fast Fourier Transform,FFT)的時域循環(huán)移位

4、特性增加更多備選信號，且僅對IFFT和FFT循環(huán)移位后的一半備選信號進行相位優(yōu)化。仿真結果顯示，當使用相同的分割子序列數(shù)和相位加權因子時，提出的方法能夠有效降低復雜度，但PAPR降低的性能幾乎與傳統(tǒng)方法相同。此外，第三部分提出了改善PAPR降低性能和復雜度折衷的方法：經迭代和經門限的改進方法。理論分析表明經迭代的改進方法的計算量隨子序列數(shù)按線性增長；經門限的改進方法利用預先設定的門限值可以很好地降低計算復雜度。接著Matlab軟件仿真，

5、顯示兩種改進方法降低PAPR的性能要優(yōu)于PTS方法，但計算復雜度并沒有增加。
　　 在傳統(tǒng)的選擇性映射(Selected Mapping,SLM)方法中，計算復雜度隨子序列數(shù)按線性增長。針對這個問題，同時又考慮到系統(tǒng)性能，第四部分提出了新的SLM方法。該方法利用已產生的相位序列和FFT的頻域循環(huán)移位特性、線性特性及其聯(lián)合特性構造出了三種不同變換以產生新的相位序列，增加更多交替的OFDM信號序列。接著分析和仿真顯示，本文提出的方法