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文檔簡介
1、由于具有較高的頻譜利用率和較強的抗多徑衰落能力,正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技術(shù)已作為一種非常有效的高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)被應(yīng)用到無線通信的很多領(lǐng)域,如數(shù)字音頻廣播(Digital Audio Broadcasting,DAB)、數(shù)字視頻廣播(Digital Video Broadcasting,DVB)以及無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area
2、Networks,WLAN)等等。但是,OFDM系統(tǒng)中一個最主要的缺點是具有較高的峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR),這一缺點會使OFDM信號在高功率放大器(High Power Amplifier, HPA)的非線性區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生信號畸變,從而導(dǎo)致系統(tǒng)的誤碼率性能惡化。因此,PAPR問題便成為了OFDM技術(shù)實用化的一大障礙。 近年來,如何有效地降低OFDM系統(tǒng)的峰均功率比已成為熱點研究問
3、題。人們提出了一些比較有價值的降低PAPR的方法,可概括為限幅類方法,編碼類方法及概率類方法。但是,這些方法都存在著不同程度的缺點。限幅類方法,其中最簡單的方法是限幅,它將OFDM信號的PAPR值限制在某一門限值以下,但這樣做會使信號產(chǎn)生失真,并且頻譜的帶外失真較大。編碼類方法降低PAPR的效果非常好,但這種方法中可供使用的編碼圖樣數(shù)量非常少,特別是當(dāng)子載波數(shù)量較大時,編碼效率非常低。概率類方法,主要是利用不同的相位加權(quán)因子序列對OFD
4、M信號進(jìn)行加權(quán)處理,從而選擇PAPR值最小的OFDM信號進(jìn)行傳輸,如部分傳輸序列(Partial Transmit Sequences,PTS)和選擇性映射(Selected Mapping,SLM)。該類方法是一種非常有效的降低OFDM系統(tǒng)PAPR的方法,而且不會引入任何信號畸變,但主要缺點是計算復(fù)雜度非常大。很多學(xué)者提出了一些降低計算復(fù)雜度的該類方法,但通常都是以系統(tǒng)PAPR性能損失為代價。 本文重點研究了概率類方法中的部分
5、傳輸序列(PTS)和選擇性映射(SLM)。這兩種方法的共同點是要通過遍歷式搜索方式尋找一組最優(yōu)的相位加權(quán)因子對OFDM信號進(jìn)行加權(quán)和優(yōu)化處理,從而獲得最優(yōu)的PAPR性能。但是,由于相位加權(quán)因子的取值具有隨意性而且組合形成的相位加權(quán)因子集合規(guī)模巨大,這種搜索方式帶來了非常大的計算復(fù)雜度。因此,為了解決上述問題,本文提出了一種次優(yōu)化的部分傳輸序列(sub-optimum Partial Transmit Sequences,sub-OPTS
6、)方法和一種自適應(yīng)多級選擇性映射(Adaptive Multistage Selected Mapping,AMSLM)方法。 次優(yōu)化的部分傳輸序列(sub-OPTS)方法是在已有的降低計算復(fù)雜度的PTS方法的基礎(chǔ)上,利用離散傅立葉逆變換(Inverse Discrete Fourier Transform,IDFT)的線性性質(zhì),在不增加復(fù)數(shù)乘法的前提下,彌補由于降低計算復(fù)雜度而帶來的PAPR性能損失。與原始PTS方法,也就是最
7、優(yōu)的PTS(Optimum PTS,OPTS)方法相比,該方法可以獲得幾乎相同的PAPR性能,但計算復(fù)雜度卻獲得了大幅度的降低。 自適應(yīng)多級選擇性映射(AMSLM)方法是在原始SLM方法的基礎(chǔ)上,將整個優(yōu)化過程分多級進(jìn)行,通過逐級地實施選擇性映射,并在每一級的優(yōu)化過程中采用不同的相位加權(quán)因子集合,使得級間候選向量之間的相關(guān)性大大降低,從而使PAPR性能得到了更大的改善。同時,通過設(shè)定適當(dāng)?shù)拈T限值,AMSLM方法的計算復(fù)雜度可獲得
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