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OFDM系统中降低PAPR技术的算法研究与设计

作　者: 甘君心
导　师: 唐碧华
学　校: 北京邮电大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: OFDM 峰均功率比 遗传算法 部分传输序列 边带信息
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 42次
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内容摘要


OFDM是一种特殊的多载波传输技术,能够有效的对抗多径衰落,并以很高的频谱利用率来实现数据传输的高效性。但是,目前在OFDM系统中,还有很多的关键问题没有得到很好的解决,例如高峰均功率比、频偏敏感等,这在一定程度上制约了OFDM技术的广泛应用。本文主要就OFDM系统中如何降低峰均功率比进行研究。本文首先讨论了该课题的研究背景,对OFDM的系统进行了介绍,讨论了OFDM系统的基本原理,并对OFDM技术的发展和现状做了简要描述,通过阐述OFDM系统的优缺点,说明了对系统中峰均比问题研究的必要性。通过完成对降低峰均比技术的研究现状进行介绍和分析对比,本文主要针对概率类技术中性能较好的PTS技术进行研究和改进。在原有的降PAPR的PTS算法的基础上,针对PTS算法复杂度过高的问题,提出了一种结合多种群遗传的改进PTS算法。该算法通过结合仿生学,大大提高了搜索最优相位序列的效率,从而降低了系统的复杂度。同时针对传统的遗传算法具有早熟的和收敛速度过慢的问题,采用各个种群取不同的控制参数,同时采用可变的交叉概率和变异概率,避免早熟和收敛过慢的现象。运用Matlab软件完成了相关的仿真验证,与同类型的算法进行了对比,结果证明了该改进算法在同等的计算复杂度下有更优越的降低峰均比性能。最后,针对原始PTS算法需要发送边带信息的问题,研究并提出了一种改进型无边带信息传输PTS算法,该算法基于导频音的理论,且复杂度较低。改进算法通过在原算法的基础上进一步完成接收到的导频音虚部和实部之和的计算,使得发送端所使用的最优序列能够完美的在接收端得被估计出来。通过Matlab软件完成仿真,证明了改进的算法能够以少量的BER性能为代价,换来较高的峰均比抑制能力。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 研究背景  9-12
    1.1.1 OFDM系统的介绍  9-11
    1.1.2 OFDM技术的优缺点  11-12
  1.2 OFDM中降低峰均功率比技术的研究现状  12-14
  1.3 论文的主要内容和章节安排  14-17
    1.3.1 论文的主要内容  14-15
    1.3.2 论文的章节安排  15-17
第二章 OFDM系统中降低PAPR技术的分析  17-37
  2.1 OFDM系统中的峰均比问题分析  17-19
    2.1.1 峰均比的定义  17-18
    2.1.2 峰均比的分布  18
    2.1.3 高峰均比的原因及影响  18-19
    2.1.4 峰均比抑制技术的主要准则  19
  2.2 预畸变类算法降低PAPR  19-25
    2.2.1 限幅法及重复滤波限幅法  19-22
    2.2.2 压缩扩张技术  22-25
  2.3 编码类算法降低PAPR  25-29
    2.3.1 Golay互补序列  25-26
    2.3.2 Reed-Muller编码算法  26
    2.3.3 编码方式  26-29
  2.4 概率类算法降低PAPR  29-35
    2.4.1 选择性映射技术  29-32
    2.4.2 部分传输序列技术  32-33
    2.4.3 SLM技术与PTS技术的对比  33
    2.4.4 PTS算法的复杂度分析  33-35
  2.5 本章小结  35-37
第三章 降低复杂度的PTS改进算法  37-51
  3.1 降低系统复杂度的次优解类PTS改进算法  37-38
    3.1.1 迭代翻转(IF)算法  37-38
    3.1.2 双层相位序列优化(DLPS)算法  38
  3.2 结合遗传算法的PTS技术研究与改进  38-47
    3.2.1 标准遗传算法的概念与分析  39-41
    3.2.2 多种群遗传算法的流程与主要算子  41-44
    3.2.3 基于多种群遗传算法的改进PTS算法  44-47
  3.3 仿真对比及分析  47-49
  3.4 本章小结  49-51
第四章 去除边带信息的PTS改进算法  51-59
  4.1 PTS技术中边带信息的概念及研究  51-52
  4.2 基于导频音的无边带信息PTS算法的研究与改进  52-55
    4.2.1 研究基于导频音无边带信息的PTS算法  52-53
    4.2.2 基于改进判决准则下无边带信息的PTS算法  53-55
  4.3 性能仿真  55-57
  4.4 本章小结  57-59
第五章 总结和展望  59-60
  5.1 总结  59
  5.2 展望  59-60
参考文献  60-64
致谢  64-65
攻读学位期间发表的学术论文目录  65

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 数据传输技术
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