基于PSO-GA优化OFDM系统子载波相位抑制峰均比技术研究

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正交频分复用(OFDM)凭借技术凭借其高速率数据传输、高带宽效率和抗多径时延的能力而引起了很多关注,并已经应用于无线局域网标准中。OFDM系统最主要的缺点之一是具有较大的峰均比(PAPR),高PAPR将导致OFDM信号通过放大器时容易受到非线性失真,破坏子载波之间的正交性,从而影响着整个系统的效率。本文旨在构造一组相位序列,将OFDM系统各子载波相位角按照该序列分配,使得OFDM系统PAPR尽可能的小。论文首先介绍了OFDM技术的基本原理与关键技术及其优缺点。然后,分析了高PAPR产生的原因及高PAPR对OFDM系统产生的影响,结合国内外抑制PAPR技术的研究现状,详细分析了目前各种抑制PAPR的算法。随后,讨论了一种基于遗传算法(GA)优化OFDM子载波相位的PAPR抑制方法。针对GA收敛速度慢、对初始种群的选取较为敏感等缺点,提出一种基于粒子群优化(PSO)算法的OFDM系统PAPR抑制技术。通过使用PSO算法优化OFDM系统子载波的相位,能够很大程度上抑制:PAPR,与Shapiro-Rudin (SR)、Newman、S.Narahashi and T.Nojima (S.N T.N)及GA优化序列相比较,在子载波数较少时,PSO序列的性能优于SR、Newman S.N T.N以及GA序列,并且PSO算法的收敛速度快,但是在子载波数较多时,其性能不如GA,因此,结合PSO收敛速度快、GA在子载波数较多时性能较优的优点,实现了一种PSO-GA联合算法,即先将初始种群经过PSO迭代若干代,得到一个较优的种群,将这个种群作为GA的初始种群,进行遗传操作,最后选取一个最优个体作为最终的结果。通过仿真,得出了GA、PSO以及PSO-GA的性能比较,结果表明,PSO-GA联合算法优于PSO,也优于GA,但联合算法的复杂度也相应增加。
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