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.     

一种降低FBMC-OQAM系统PAPR的ASSABC-PTS算法

针对滤波器组多载波-偏移正交幅度调制技术(Filter Bank Multicarrier-Offset Quadrature Amplitude Modulation,FBMC-OQAM)存在峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)过高的问题,以及传统部分传输序列(Partial Transfer Sequence,PTS)算法对PAPR抑制效果不明显,提出了一种新的基于自适应搜索策略的人工蜂群部分传输序列算法(Adaptive Search Strategy Based Artifical Bee Colony PTS,ASSABC-PTS)。首先,根据FBMC-OQAM系统特性,利用传统PTS算法对系统进行初步优化,以降低FBMC-OQAM系统的PAPR;然后,针对PTS算法中存在的计算复杂度问题,引入人工蜂群(Artificial Bee Colony,ABC)算法进行优化;最后,在ABC算法中引入自适应搜索策略提升算法的局部寻优能力,加快ABC算法的收敛速度和搜索精度。仿真实验表明,ASSABC-PTS在有效降低系统算法复杂度的同时,也极大降低了FBMC-OQAM系统的峰均功率比。     

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。     

A Modified Method Based on the Discrete Sliding Norm Transform to Reduce the PAPR in OFDM Systems

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is a modulation technique that allows the transmission of high data rates over wideband radio channels subject to frequency selective fading by dividing the data into several narrowband and flat fading channels. OFDM has high spectral efficiency and channel robustness. However, a major drawback of OFDM is that the peak‐to‐average power ratio (PAPR) of the transmitted signals is high, which causes nonlinear distortion in the received data and reduces the efficiency of the high power amplifier in the transmitter. The most straightforward method to solve this problem is to use a nonlinear mapping algorithm to transform the signal into a new signal that has a smaller PAPR. One of the latest nonlinear methods proposed to reduce the PAPR is the L₂‐by‐3 algorithm, which is based on the discrete sliding norm transform. In this paper, a new algorithm based on the L₂‐by‐3 method is proposed. The proposed method is very simple and has a low complexity analysis. Simulation results show that the proposed method performs better, has better power spectral density, and is less sensitive to the modulation type and number of subcarriers than L₂‐by‐3.