OFDM技术及其应用

首先对OFDM的发展以及应用做了简要的介绍,然后讨论了当前OFDM研究过程中的两个关键技术问题,最后展望了OFDM的未来发展。     

减小OFDM信号出现大峰平比的研究方法PTS法

介绍OFDM系统的OFDM信号峰平比 (PAPR)的概念 ,研究减小OFDM信号PAPR值方法的Par tialTransmitSequences(PTS)。     

一种降低OFDM信号PAPR的新方法

正交频分复用(OFDM)技术的一个缺点是信号的高峰值平均功率比(PAPR)大大降低了系统中线性功放的效率。本文提出一种新的基于Nyquist脉冲成形的PAPR抑制方法。这种方法基于选择适当的Nyquist脉冲波形集合对OFDM的各个子载波进行脉冲成形。分析论证了该方法的PAPR上限值和所用的脉冲成形波形集合。仿真结果表明该方法能有效降低任意子载波数目的OFDM信号的PAPR值,而且与已有方法相比应用更为简单。因此脉冲成形技术不仅能对传输信号进行频谱成形来提高系统的频带利用率,而且还可以减小信号的PAPR值。     

利用子块二维优化组合降低MIMO-OFDM系统峰均比

针对MIMO-OFDM系统高峰均比问题,文章提出一种利用频域子块在空时二维进行优化组合的方案.该方案基于时隙中存在多个OFDM符号的系统,将位于不同天线、不同时刻的多个OFDM符号在频域分成多个子块,每个子块变换到时域后,在空时二维进行优化组合,选择具有最低峰均比的组合进行发送.该方案利用空时二维自由度,同时降低MIMO-OFDM系统中多个OFDM符号的峰均比.为了降低计算复杂度,给出了2类低复杂度的次优算法.仿真表明,对于512个子载波的MIMO-OFDM系统.当峰均比降低概率为10~(-4)时,该方案能够获得3.9～4.9 dB的峰均比降低增益,比空间移位算法多获得1～2 dB的性能增益.     

基于联合算法的OFDM峰均比降低技术

针对OFDM系统具有较高峰均功率比(PAPR)的缺点,提出一种降低系统峰均比的联合算法——修正的ACE-POCS和限幅联合算法。该联合算法利用ACE-POCS算法对OFDM信号进行处理,再用限幅法进一步降低PAPR。基于OFDM系统的仿真结果表明,该联合算法可以有效降低PAPR 3.5 dB,并且不会影响系统误码率性能。     

一种降低OFDM系统峰均功率比的PTS改进方法

本文对部分传输序列降低OFDM系统高的峰均功率比的方法进行了改进,该方法是在PTS系统中将原始信号分割成若干个子块之后,在每个子块进行快速傅里叶逆变换之前对每个子块都乘以一个预编码矩阵,该预编码矩阵由离散哈特莱变换矩阵构成。理论分析和仿真结果表明改进PTS方法比现有PTS方法有明显效果,达到了进一步降低峰均功率比的目的。     

基于小波包的多载波调制系统的峰均比分析与消减

介绍了以小波包函数为载波的多载波调制系统,分析了WPM信号符号周期内峰值功率的互补累积分布函数(CCDF)及其对PAPR性能的有效描述;并对不同小波滤波器组的PAPR性能进行了比较,提出了一种能有效减小WPM系统的峰均比的压缩扩展算法。仿真实验证明了该算法的有效性和可行性。     

部分传输序列的遗传模拟退火搜索方法

在正交频分复用(OFDM)系统中,基于遗传算法的部分传输序列(GA-PTS)技术有效地降低了 PTS 的计算复杂度,但在 改进峰值-平均功率比(PAPR)性能方面却并不理想。 为此,提出在遗传算法中嵌入模拟退火(SA)算子从而构造一种混合的遗 传模拟退火(GSA)算法,并把它应用于对 PTS 的最优相位因子进行搜索。 首先,通过对 PTS 相位因子编码形成染色体,采用随 机元素组成的染色体作为遗传算法的初始群体,并评估每个染色体的适应度值。 然后,根据适应度值选择染色体,建立染色体 的变异规则和交叉规则,对群体进行迭代进化。 最后,群体中的染色体利用退火温度进行更新,从而产生出新的下一代种群。 仿真结果说明,与 GA-PTS 方案相比,该方法不仅能降低计算负担,而且能够有效地降低 OFDM 系统 PAPR 值。     

一种椭圆球面波调制信号自适应峰均比抑制方法

该文针对椭圆球面波(Prolate Spheroidal Wave Function, PSWF)时域正交调制信号峰均功率比过高,易受功率放大器非线性影响,造成信号失真,导致系统解调性能下降的问题,提出一种基于律压缩的自适应峰均比抑制方法。该方法能够根据输入信号自适应调节压缩参数,有效压缩信号峰值,降低PSWF调制信号峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio, PAPR),同时保证压缩前后信号平均功率不变。理论论证和仿真结果表明,该方法能够有效抑制PSWF调制信号PAPR,当压缩参数为1且互补累计分布函数CCDF为10-4时,压缩后调制信号与原调制信号相比PAPR降低约2.1 dB;有效改善经过功放后调制信号功率谱和系统在高斯白噪声信道下的误码性能。