应用PTS降低MIMO-OFDM信号峰均比技术研究

多输入多输出正交频分复用（MIMO—OFDM）系统已成为新一代高速通信系统研究中的热点。而系统所产生的高峰均比（PAPR）信号是限制MIMO—OFDM技术实用化的主要障碍。在对部分传输序列（PTS）技术进行研究的基础上。本文提出了一种应用PTS降低MIMO—OFDM信号峰均比（PAPR）的方案一并行PTS。仿真结果表明。该方法能有效降低MIMO—OFDM信号峰均比。     

采用多幅值CPM降低OFDM—CPM信号PAPR的技术研究

正交频分复用-连续相位调制（OFDM—CPM）虽然具有良好的信道利用率、抗多径性能、带外功率较低和误码率较低等特点,但OFDM存在较高的峰值平均功率比（PAPR）。文中给出了通过多幅值CPM与部分响应序列（PTS）相结合来降低OFDM—CPM信号PAPR的实现方法。同时用仿真验证了该方法对OFDM—CPM4信号PAPR的降低作用。     

OFDM技术及其峰均功率比降低的一种有效方法的研究

正交频分复用（OFDM）是一种多载波调制技术，其特有的调制特性决定了它有较高的峰均功率比值。高峰均功率比信号会对实际放大器提出很高的线性要求，因此它是限制OFDM技术实用化的主要障碍。目前虽然有很多降低OFDM信号的峰均功率比（PAPR）的方案，但大多是以增加系统的复杂程度为代价的。本文提出了一种降低OFDM信号PAPR的方法，可以在不过分增加系统复杂性的基础上解决其PAPR在一定程度上降低的问题。     

OFDM与MIMO-OFDM系统中PAPR问题研究

正交频分复用(OFDM)和MIMO-OFDM技术都存在高峰均比的问题,大多数方法都是把降低OFDM峰均比的方法直接使用MIMO-OFDM系统,但在与MIMO-OFDM系统的匹配上存在较大问题。分析了OFDM和MIMO-OFDM的系统模型及PAPR,从理论上分析了OFDM和MIMO-OFDM两系统的关系,给出了在MIMO-OFDM系统中降低PAPR需要注意的问题,为OFDM和MIMO-OFDM系统的技术实用化做好理论基础。     

一种降低OFDM系统PAPR的改进压扩方法

正交频分复用（OFDM）技术是一种多载波调制方式。作为第四代移动通信系统的核心技术,OFDM己成为当今高速无线通信领域的研究热点。正交频分复用（OFDM）系统存在高峰值平均功率比（PAPR）问题,这一问题会导致系统性能降低,为其实用化设置了障碍。文中研究了一种改进的降低PAPR的非线性压缩与扩展算法,可以得到更好的PAPR性能。该方法的特点在于采用一种计算复杂度较低的非线性压扩函数,同时融合了叠加训练序列方法的改进非线性压扩算法,从而有效地降低系统PAPR。理论研究和仿真结果表明,与传统方法相比,所提出的改进压缩与扩展方法可以在降低系统复杂度的同时得到更好的PAPR性能。     

基于脉冲成形技术降低OFDM峰均比

正交频分复用（OFDM）利用相互正交的多个子载波来传输信息,具有较高的频谱利用率和良好的抗多径干扰能力,适用于高速数据传输,成为第四代移动通信的核心技术之一。但OFDM系统中一个最主要的缺点在于OFDM信号的峰值平均功率比（PAPR）很大,这容易导致系统线性功放的效率降低。研究了将脉冲成形应用到OFDM系统来降低PAPR的技术,以及脉冲波形的选取。仿真结果表明该方法能有效降低OFDM系统的PAPR,而且不影响系统的BER性能。     

一种改进的降低OFDM信号PAPR的虚拟序列插入法

正交频分复用（OFDM）系统在时域上的高峰值平均功率比（PAPR），会导致OFDM信号在传输过程中引入互调噪声，从而严重降低系统的误码率（BER）性能。本文研究了一种改进的虚拟序列插入（DSI）法，可以得到更好的PAPR性能。该方法的特点在于采用时频域交换算法来改变所有时域信号的预定相位系数以优化每一个虚拟子载波的相位，从而降低系统的PAPR。计算机仿真结果表明，与传统的DSI方法相比，该方法可以在降低系统复杂度的同时得到更好的PAPR性能。     

采用部分传输序列法和峰值加窗法降低峰均比

OFDM（正交频分复用）作为新一代通信系统LTE（长期演进）下行的关键技术,存在PAPR（峰值平均功率比）比较大的问题。文章分析现有的降低PAPR的方法,在此基础上提出采用部分传输序列法与峰值加窗法结合的方案,并设计出结构图。通过仿真证实,在保证一定BER（误码率）的情况下,该方法能有效降低OFDM系统的PAPR。     

一种新的相位序列在选择性映射中的应用

正交频分复用（OFDM）和多载波码分多址（MC-CDMA）被广泛认为是未来4G通信的核心技术。但是,OFDM和MC-CDMA信号的高峰均功率比（PAPR）会引起非线性失真并导致误码率性能恶化,这已成为它们实用化的最大障碍。选择性映射（SLM）是一种能有效地降低系统PAPR方法,其中相位序列的选择直接影响降低PAPR的效果。提出将一种新的伪随机扰码作为选择性映射中的相位序列来降低OFDM和MC-CDMA系统的PAPR,仿真得出这种伪随机扰码序列能有效地降低系统的PAPR,且优于传统Walsh-Hadamard、Golay序列。     

一种改进的降低OFDM信号PAPR的虚拟序列插入方法

OFDM（正交频分复用）系统在时域上的高PAPR（峰值平均功率比），会导致OFDM信号在传输过程中引入互调噪声，严重降低系统的BER性能。文章研究了一种改进的虚序列插入（DSI）方法，可以得到更好的PAPR性能。该方法的特点在于使用时频域交换算法来改变所有时域信号的预定相位系数，从而优化每一个虚拟子载波的相位，并降低系统的PAPR。文章给出的计算机仿真结果表明，与传统的DSI方法相比，该方法可以在降低系统复杂度的同时得到更好的PAPR性能。     

人工噪声辅助的物理层安全信号峰均功率比减低算法

人工噪声辅助的物理层安全通信系统采用人工噪声破坏窃听信道的方式提升系统安全信道容量是近年来物理层安全通信领域研究的经典系统模型之一。该文针对这一模型中发射信号存在高峰均功率比问题,利用噪声子空间提供的冗余度提出一种基于噪声子空间功率分配的峰均功率比降低算法。该算法通过分式规划、DC规划以及二次非凸等式约束松弛将非凸的峰均功率比优化问题转化为一系列的凸问题迭代求解。仿真结果表明在系统放大器存在一定线性范围的约束下,该文提出的算法能够有效降低人工噪声辅助的物理层安全通信系统发射信号的峰均功率比问题,达到提高系统中合法用户的通信性能的目的。     

A Flexible Peak-To-Average Power Ratio Reduction Scheme for OFDM Systems by the Adaptive Projected Subgradient Method

One of the main issues of the orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) modulation is the high peak-to-average power ratio (PAPR) of the transmitted signal, which adversely affects the complexity of power amplifiers. In this paper, we consider transmitters that reduce the PAPR by slightly disturbing the symbols in carriers used to transmit information and by sending dummy symbols—i.e., symbols not conveying information—in unused carriers. The optimal choice of the data and dummy symbols is determined by the solution of a convex optimization problem. To reduce the PAPR with low complexity, we apply a modified version of the adaptive projected subgradient method to a sequence of convex cost functions closely related to the original optimization problem. The resulting algorithm achieves near-optimal PAPR in practical scenarios, generalizes existing algorithms based on Polyak's method, and can easily handle multiple constraints.      

A novel constellation amplitude modification method for PAPR reduction in OFDM systems

In this paper, we propose a constellation amplitude modification (CAM) method to reduce the peak‐to‐average power ratio (PAPR) in orthogonal frequency division multiplexing systems. The key idea of the proposed CAM method is to modify the original constellation amplitude and choose the constellation points with the minimum PAPR as the transmitted constellation points. The CAM method formulates the PAPR reduction as a convex optimization problem, and then, it applies the customized interior‐point method to solve the optimization problem. Compared with the traditional methods, the CAM method does not increase the transmit power, and the receiver has no additional operations. Simulation results show that the CAM method converges fast and offers significant PAPR reduction. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

单载波大规模MIMO频域预均衡与波束成型的联合设计

本文考虑了单载波频域预处理技术作为多用户大规模MIMO下行链路通信的传输方案。首先,根据系统模型推导出宽带多用户大规模MIMO下行链路预编码的形式,其中包括匹配滤波(MF)和迫零(ZF)预编码方案。随后,通过理论推导和仿真验证得到两种预编码方案下OFDM与SC-FDP的用户和速率表达式,结果显示SC-FDP在大规模MIMO场景下拥有与OFDM相似的用户和速率。然后,通过仿真实验对比OFDM与SC-FDP的峰均比(PAPR),结果表明在用户数目较少的情况下,SC-FDP相对于OFDM具有更小的PAPR,随着用户数增加,两者之间差异逐渐减小。最后,对多用户MIMO下行链路中OFDM与SC-FDP的运算复杂度进行比较,二者系统复杂度相当,而SC-FDP主要运算任务在基站端完成。基于以上比较分析,SC-FDP在宽带多用户大规模MIMO下行链路中是一种很有潜力的传输方案。      

基于迭代凸优化的恒模波形合成方法

针对认知雷达合成的时域恒模波形能量谱误差大的问题,该文提出了一种基于迭代凸优化的恒模波形合成方法。该方法首先将波形合成过程转化成峰均功率比(PAPR)约束下的优化问题,克服了常规波形合成过程中时域和频域独立优化导致的整体收敛速度慢,局部最优值能量谱误差大的问题。其次通过最小化加权误差矢量值(WEVM)降低阻带功率水平,提高干扰及强杂波抑制能力。最后通过一系列变换操作将优化问题转化成二阶锥规划(SOCP)问题求解。计算机仿真验证了所提算法的有效性。     

LTE-A中逼近最优性能的峰值对消峰均比抑制算法

最优化限幅滤波法(OICF)是一种最优化的限幅类技术,它可以在满足峰均比(PAPR)要求下实现信号矢量误差的最小化,但其需要进行最优化求解,其计算复杂度与信号的子载波总数的立方成正比.针对OICF复杂度高的缺点,考虑LTE-Advanced多载波信号,提出了一种基于峰值对消降低PAPR的方法(PC-PAPR).PC-PAPR在峰值对消前,将对消脉冲通过一个零相位滤波器,滤除带外泄漏的同时,保证对消脉冲的相位不发生改变.理论分析表明,PC-PAPR计算复杂度降至与信号的子载波总数成正比,数字仿真结果表明PC-PAPR降低PAPR的性能与OICF性能差异小于0.06dB.     

Design of Low PAPR Fundamental Modulation Waveform for Transform Domain Communication System

To utilize white space spectrum in radio environment, transform domain communication system (TDCS) has been proposed to realize an overlay cognitive radio communication system by using spectrum bin nulling and frequency domain spreading. Being similar to OFDM systems, TDCSs still suffer from the problem of high peak to average power ratio (PAPR) in present of high power amplifier. In this paper, a distortionless PAPR reduction method is proposed for TDCS, namely clipping and phase replacement (CPR). Following this method, the clipping noise-dirty phase vector is replaced by an appropriate replacement, which is selected from the identical phase mapping space to avoid systematic performance degradation. Owing to the high computational complexity from exhaust search, an efficient implementation of CPR method is proposed through the iterative PAPR reduction and phase replacement. Moreover, some considerations for practical applications, such as imperfect spectrum sensing and the number of phase taps, are considered. Analytic and simulation results demonstrate that the distortionless CPR PAPR reduction method is a preferable candidate for TDCSs in both the single-user and multi-user scenarios.     

A novel ant colony optimization algorithm for PAPR reduction of OFDM signals

The high peak‐to‐average power ratio (PAPR) is the main challenge of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems. Partial transmit sequence (PTS) is a useful approach to diminish the PAPR. Although the PTS approach significantly decreases the PAPR, it requires to explore all possible sequences of phase weighting factors. Hence, the computational cost exponentially increases with the number of divided subblocks. This paper proposes a novel PTS technique based on ant colony optimization (ACO) to diminish the high PAPR and computational cost of OFDM systems. By the new representation of phase factors as a graph, the improved ACO algorithm is combined with the PTS method to explore the optimal compound of the phase rotation factors. Simulation results represent that the proposed ACO‐based PTS approach significantly reduces the PAPR and improves the computational cost at the same time. A comparative analysis of the other meta‐heuristics shows that the ACO‐PTS approach outperforms the genetic algorithm, particle swarm optimization, and gray wolf optimization in terms of reducing PAPR.     

联合星座扩展的预留子载波OFDM信号峰均比抑制算法

针对现有预留子载波TR技术对无线OFDM信号峰均比（PAPR）抑制性能效率低,且难以同时兼顾峰均比抑制、误码率（BER）性能损失及带外频谱分量扩展的问题,提出一种联合智能梯度映射主动星座扩展ACE的预留子载波峰均比抑制ACE-TR算法,能以较低的复杂度同时对信号峰均比和接收端误码率性能进行联合优化,并在迭代过程中消除因限幅处理所导致的信号带外频谱分量再生;特别是,由于在优化迭代过程中可以对迭代参数进行自适应调整,能够有效提高算法的适用灵活性。对算法进行了全面深入的理论分析,推导了其可获得的PAPR抑制增益理论界和接收信号误码率性能理论值。理论分析与仿真表明,ACE-TR算法能以更快的收敛速度产生所需的削峰信号,并同时获得优异的峰均比抑制、误码率及带外功率谱性能。     

基于干扰效率多蜂窝异构无线网络最优基站选择及功率分配算法

针对多蜂窝多用户异构无线网络干扰管理和效率提升问题,该文研究了基于干扰效率最大的下行链路基站(BS)-用户匹配和功率分配问题。首先,考虑宏用户和微蜂窝用户的服务质量,将问题建模为多变量混合整数非线性规划问题。其次将原问题分解为基站选择和功率分配两个子问题。针对基站选择问题,利用凸优化问题获得最优基站选择策略;针对功率分配问题,利用二次变换法和Dinkelbach辅助变量法,将功率分配问题转换为凸优化问题求解。仿真结果表明,与现有算法对比,该算法具有较好的干扰效率和干扰控制性能。