正交频分系统峰均功率比抑制技术研究

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正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)由于其具有频谱利用率高,抵抗频率选择性衰落能力强的特点,伴随现代DSP芯片技术的发展,诸多成熟通信技术的引入,在无线通信领域得到广泛的应用,被许多通信标准列为物理层的关键技术之一,为后3G通信开拓了良好的技术前景。然而,OFDM技术在无线通讯系统中的具体实现却不像其基本理论一样简单,而是面临着许多需要解决的理论和实际问题,例如算法的具体实现问题、峰均功率比问题、同步问题等等。这些问题也制约了OFDM的进一步发展。OFDM系统最主要的瓶颈问题是具有较大的峰均功率比(peak-to-averagepower ratio PAPR),会严重引起数据信号的非线性失真,增加了系统硬件的成本和实现难度。本文立足于对OFDM系统中高峰均值产生原因、原理分析的基础上,对如何降低OFDM系统峰均比,重点讨论了抑制峰均比几种技术,包括信号预畸变技术中压扩技术,和非畸变技术中选择性映射(SLM)技术,并利用MATLAB软件完成了对所有研究内容的仿真,进行了分析。本文详细介绍了OFDM系统峰均比的定义和分布,给出了峰均比(PAPR)产生的原因,分析了非线性功率放大器对峰均比的影响,并用互补累积分布函数和概率密度分布函数对OFDM的峰均比进行分析研究。分析了预畸变技术抑制PAPR原理,介绍了传统压扩技术的优缺点,并进行了仿真分析。然后叙述了非预畸变技术抑制PAPR原理,对当前流行的各种编码和概率等技术进行了说明,重点介绍了传统选择性映射(SLM)技术的优缺点。根据仿真结果得出的结论是:采用综合选择性映射(SLM)技术和压扩技术降低PAPR的方法比使用单独选择性映射(SLM),或单独压扩技术对峰均比抑制效果更为显著。
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