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正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术本身是一种多载波技术,OFDM也不可避免的存在如对频率偏移敏感、峰均功率比(Peak to Average Power Ration,PAPR)过高等其他多载波技术遇到的问题。其中由于多个相同相位信号叠加而成的高PAPR信号对发射机的线性工作范围要求很高,如果发射机的动态工作范围得不到满足,高PAPR信号通过功放时就会发生畸变,进而破坏OFDM信号的正交特性,所以有必要使用PAPR抑制算法对OFDM信号进行处理以降低其较高的瞬时功率。本文主要基于OFDM系统对信号加扰类算法的PAPR抑制性能进行研究。
本文首先介绍了OFDM信号的分布特性和PAPR的相关理论知识,然后对几种传统的峰值功率比抑制算法:信号预畸变算法、编码类算法以及信号加扰类算法作了详细分析,并对几种典型算法的性能作了仿真验证;总结各个算法的特点,并指出各算法有待改进的地方。
然后,本文介绍了多址接入技术中的(Orthogonal Frequency Division MultipleAccess, OFDMA)和(Single Carrier Frequency Division Multiple Access,SC-FDMA),并分析了两种多址技术的发射和接收机制、区别和联系。在分别基于作为SC-FDMA频域实现形式的DFT扩频OFDM的两种映射方式,对SC-FDMA的PAPR性能做了较为详细的分析之后,针对OFDMA峰均功率比相对较高的事实,文中提出了基于交织OFDMA系统的PTS的改进算法;改进算法在保持传统算法优秀PAPR抑制性能的同时,明显降低传统PTS算法计算复杂度。
最后,本文着重研究了信号加扰类算法中的部分传输序列(Partial TransmitSequence,PTS)。文中以最佳相位加权因子搜索的研究为切入点,详细分析了迭代PTS(IPTS)、循环IPTS和双层PTS这几种典型的相位因子搜索PTS算法的机制和特点。在此基础上,主要分析了分组相位加权PTS并提出一种基于类推思想的改进PTS算法。为了进一步降低PTS算法的计算复杂度,本文还将类推相位加权PTS和分组PTS算法结合在一起,获得了计算量更低的联合PTS算法。仿真验证和复杂度分析显示,类推PTS算法和联合PTS算法的PAPR抑制特性与全搜索PTS算法相当,但相位加权因子搜索的计算复杂度大幅降低。