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OFDM系统峰均比抑制联合算法研究

作　者: 何啸风
导　师: 宋高俊
学　校: 南昌航空大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 正交频分复用 概率类技术 信号预畸变技术 联合算法 峰均功率比
分类号: TN929.53
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


进入21世纪以来，无线通信技术正以前所未有的速度向前发展。正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)是一种高速并行多载波传输技术，因其频谱利用率高、抗多径性能好和数据传输速度快而受到国内外无线通信研究者的广泛关注，被认为是下一代通信系统的核心技术之一，也被认为是第四代移动通信系统中不可或缺的关键技术。但是，由于输出信号是由多个子载波累加而成，所以非常容易导致信号具有很高的峰值平均功率比(PAPR)，这就限制了该技术的广泛应用。峰均比过高会对功率放大器和数模转换器的线性度提出了苛刻的要求，这将增加整个系统的运行成本和功耗。如果峰均比过高，就会导致信号发生非线性畸变，破坏了子载波之间的正交特性，从而使接收端无法正确的恢复发送端的信号。因此，研究降低OFDM系统的峰均功率比技术是非常有必要的。本文主要对降低OFDM系统峰均功率比的技术进行研究，主要内容如下：首先介绍了通信技术和OFDM技术的发展历程，同时并介绍了OFDM的技术特点以及研究降低OFDM系统PAPR方法的研究现状；然后阐述了OFDM技术的基本工作原理、介绍一些关键技术以及产生高PAPR的原因以及分布详情，重点分析研究了现有降低系统峰均比的算法。目前降低OFDM系统PAPR算法可大致分为三大类：预畸变类技术、编码类技术和概率类技术。然后重点是对预畸变类技术中的软限幅算法、C变换和概率类技术中的SLM算法和PTS算法进行研究分析、仿真并提出改进的SLM算法以及PTS算法；最后，在此基础上归纳总结提出了两种联合算法：改进的C变换与次优迭代PTS联合和软限幅与改进SLM算法的联合，并用MATLAB软件仿真证实这些方法降低OFDM系统PAPR的效果。在保证一定BER性能的同时既能够降低OFDM系统的PAPR，又能够使复杂度相对的减少。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第1章 绪论  9-15
  1.1 引言  9
  1.2 OFDM 系统的发展  9-10
  1.3 正交频分复用技术  10-13
    1.3.1 OFDM 系统的技术特点  10-12
    1.3.2 峰均比的研究现状  12-13
  1.4 论文的结构以及内容安排  13-15
第2章 OFDM 系统基本原理及其峰均比  15-30
  2.1 OFDM 基本原理  15-22
    2.1.1 OFDM 系统的基本模型  15-18
    2.1.2 星座映射与串并变换的应用  18-19
    2.1.3 IFFT/FFT 在 OFDM 系统的应用  19-20
    2.1.4 循环前缀及保护间隔  20-22
  2.2 OFDM 的关键技术  22-24
  2.3 OFDM 系统的峰均比  24-29
    2.3.1 峰均比的定义  24-26
    2.3.2 峰均比的概率分布  26-28
    2.3.3 高峰均比产生的原因及其危害  28-29
  2.4 本章小结  29-30
第3章 峰均比抑制技术  30-53
  3.1 信号预畸变类方法  30-42
    3.1.1 硬限幅算法  30-33
    3.1.2 软限幅算法  33-35
    3.1.3 限幅滤波算法  35-37
    3.1.4 峰值抵消技术  37-38
    3.1.5 压缩扩展技术  38-42
  3.2 编码类技术  42-43
  3.3 概率类技术  43-52
    3.3.1 选择性映射方法  44-46
    3.3.2 部分传输序列算法  46-49
    3.3.3 改进的部分传输序列算法  49-52
  3.4 本章小结  52-53
第4章 抑制 PAPR 的联合算法  53-71
  4.1 联合算法  53-58
    4.1.1 联合算法的简介  54-56
    4.1.2 联合算法的分析  56-58
  4.2 改进的 C 变换与次优迭代 PTS 联合  58-62
    4.2.1 改进的 C 变换  58-60
    4.2.2 改进的 C 变换与次优 PTS 算法的联合  60-62
  4.3 软限幅与改进 SLM 算法的联合  62-70
    4.3.1 改进的 SLM 方法  63-67
    4.3.2 软限幅与改进的 SLM 方法的联合  67-70
  4.4 本章小结  70-71
第5章 总结与展望  71-73
参考文献  73-77
攻读硕士期间发表论文和科研情况  77-78
致谢  78-79

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信 > 蜂窝式移动通信系统（大哥大、移动电话手机）
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