正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中的峰值抑制技術(shù)研究.pdf

1、作為未來(lái)移動(dòng)通信的主要候選技術(shù)，正交頻分復(fù)用（Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，OFDM）的局限在于信號(hào)包絡(luò)不穩(wěn)定，具有很高的峰值平均功率比（Peak-to-Average Power Ratio，PAPR，簡(jiǎn)稱(chēng)峰均比）的發(fā)送信號(hào)降低了發(fā)射端放大器的效率，并可能導(dǎo)致嚴(yán)重的非線性失真和帶外輻射。針對(duì)OFDM系統(tǒng)的峰值抑制問(wèn)題，本文從多個(gè)角度進(jìn)行了聯(lián)合優(yōu)化，力求在峰均比、傳輸性能、頻譜效率、

2、計(jì)算復(fù)雜度等因素之間達(dá)到較佳的平衡。本研究分為四個(gè)部分：
　　 第一部分介紹了OFDM通信系統(tǒng)和峰值抑制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)了需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題，并指出了全文的研究?jī)?nèi)容。
　　 第二部分對(duì)OFDM信號(hào)的峰值波動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行了分析，闡明了峰均比的定義、分布以及與功率放大器之間的聯(lián)系，為后面的章節(jié)提供了理論依據(jù)。限幅法（clipping）是一類(lèi)應(yīng)用廣泛的峰值抑制預(yù)失真算法，為了同時(shí)抑制峰值和帶外輻射，常用迭代限幅濾波對(duì)發(fā)射信號(hào)

3、進(jìn)行處理。但傳統(tǒng)迭代限幅濾波算法會(huì)引入很高的計(jì)算復(fù)雜度，不利于上行傳輸。而另一類(lèi)基于峰值抵消的預(yù)失真算法雖然能夠降低計(jì)算復(fù)雜度，其缺陷在于帶內(nèi)失真偏高，峰值回升過(guò)大。
　　 第三部分提出了一種改進(jìn)的峰值抵消預(yù)失真算法。與迭代限幅濾波等傳統(tǒng)算法相比，該算法可以在計(jì)算復(fù)雜度、峰值抑制和帶內(nèi)失真之間取得更佳平衡，且計(jì)算復(fù)雜度非常低，利于上行傳輸。針對(duì)改進(jìn)峰值抵消算法所引入的非線性失真，本文還研究了相應(yīng)的接收信號(hào)恢復(fù)算法以進(jìn)一步提升系統(tǒng)

4、的傳輸性能。此外，峰值抵消預(yù)失真算法所引起的非線性失真會(huì)對(duì)導(dǎo)引符號(hào)造成干擾，惡化信道估計(jì)性能。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，本文討論了一種低復(fù)雜度的基于窗函數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的峰值抵消算法，從而高效地消除位于導(dǎo)引位置的非線性失真，提升系統(tǒng)在衰落信道下的傳輸性能。以部分傳輸序列（Partial Transmitting Sequence，PTS）為代表的多信號(hào)表示法可以無(wú)失真地抑制發(fā)射信號(hào)的峰均比，利于下行傳輸。但過(guò)高的計(jì)算復(fù)雜度是其實(shí)用化的一個(gè)障礙。針對(duì)這個(gè)問(wèn)

5、題，本文的第四部分研究了一種改進(jìn)的PTS算法，通過(guò)幾何內(nèi)插估計(jì)發(fā)射信號(hào)的最大包絡(luò)值，從而降低傳統(tǒng)PTS法的計(jì)算復(fù)雜度。PTS的另一個(gè)缺點(diǎn)在于發(fā)射機(jī)需要傳輸額外的副信息，影響了系統(tǒng)的頻譜效
　　 第四部分研究了聯(lián)合多址OFDM系統(tǒng)的峰值抑制技術(shù)。對(duì)于OFDM-CDMA（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Code Division Multiple Access）系統(tǒng)，研究了一種P