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降低OFDM系统PAPR的搜索算法研究

作　者: 丁荣华
导　师: 田亚菲
学　校: 兰州大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 正交频分复用(OFDM) 部分传输序列(PTS) 峰均比(PAPR) 模拟退火算法(SA) 遗传算法(GA)
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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引　用: 1次
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内容摘要

正交频分复用(OFDM)是下一代无线通信的核心技术,采用多载波传输,具有较高的频带利用率,并能有效地抗多径衰落。但是因为峰均比(PAPR)较高,应用中受到诸多限制。现有降低峰均比的技术主要有三类：预失真法、编码法和扰码法。其中扰码法中的部分传输序列算法能有效降低信号的峰均比,但是需要很大的计算量,实际应用中难以实现。针对这一问题,本文提出了用搜索算法搜索PTS的相移因子,以较小的PAPR损失,大幅度降低计算复杂度。常用的搜索算法中,贪心算法直接而简单,但是具有局部最优性,难以找到全局最优解,针对此问题,本文中进行了改进。模拟退火算法和遗传算法均具有较好的全局搜索能力,相对而言,遗传算法能更好地进行并行搜索。本文首先对OFDM及其峰均比进行了详细介绍和分析,接下来介绍了常见的几种搜索算法,然后把几种搜索算法分别用于搜索PTS的相移因子,并分析了各自的参数设置,通过仿真分析,证明用搜索算法降低OFDM的峰均比是有效的。最后,通过仿真比较,对三种搜索算法的性能和各自的应用进行了分析。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 引言  8-13
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 OFDM系统的发展  9
  1.3 OFDM的应用及特点  9-12
  1.4 OFDM系统峰均比问题  12-13
2 OFDM的基本原理  13-21
  2.1 OFDM系统的基本框架  13-14
  2.2 OFDM的原理  14-19
    2.2.1 OFDM的基本模型  14-15
    2.2.2 快速傅里叶变换在OFDM系统中的应用  15-17
    2.2.3 过采样  17
    2.2.4 保护间隔和循环前缀  17-19
  2.3 OFDM系统的参数选择  19
  2.4 OFDM的同步问题  19
  2.5 小结  19-21
3 OFDM系统的峰均比及PTS技术  21-32
  3.1 OFDM的峰均比  21-23
    3.1.1 OFDM峰均比的定义  21-22
    3.1.2 峰均比的概率分布  22-23
  3.2 降低OFDM系统PAPR的方法  23-27
    3.2.1 预失真技术降低OFDM系统的PAPR  23-24
    3.2.2 编码方法  24-26
    3.2.3 选择性映射(SLM)  26-27
  3.3 PTS算法降低OFDM系统的峰均比  27-31
    3.3.1 PTS的基本原理  28-29
    3.3.2 部分传输序列的分割方法  29-30
    3.3.3 PTS的改进算法  30-31
  3.4 小结  31-32
4 搜索算法  32-42
  4.1 贪心算法  32-33
  4.2 模拟退火算法  33-37
    4.2.1 模拟退火算法的原理及实现过程  34
    4.2.2 模拟退火算法的主要参数  34-36
    4.2.3 模拟退火算法的改进  36-37
  4.3 遗传算法  37-41
    4.3.1 遗传算法中的一些基本概念  37
    4.3.2 遗传算法的基本过程  37-40
    4.3.3 遗传算法中一些注意的问题  40-41
  4.4 小结  41-42
5 搜索算法用于PTS-OFDM系统  42-53
  5.1 改进贪心算法降低PTS-OFDM系统PAPR  42-45
  5.2 模拟退火算法(Simulated Annealing,SA)降低PAPR  45-48
  5.3 遗传算法降低OFDM信号的PAPR  48-50
  5.4 几种算法的性能比较  50-52
  5.5 小结  52-53
6 总结  53-54
参考文献  54-57
硕士期间发表的论文  57-58
致谢  58-59
附录  59-62

降低OFDM系统PAPR的搜索算法研究

内容摘要

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