OFDM系统APPR抑制问题研究.pptVIP

OFDM中PAPR抑制问题研究;一、引言;1频谱利用率很高，频谱效率比串行系统高　近一倍。 2抗多径干扰与频率选择性衰落能力强 3采用动态子载波分配技术能使系统达到最大比特率。 4通过各子载波的联合编码，可具有很强的抗衰落能力。 5基于离散傅立叶变换(DFT)的OFDM采用IFFT和FFT来实现调制和解调，易用DSP实现。;OFDM技术其本身的局限性 ;　　　为了降低OFDM系统的复杂度和成本，我们考虑用快速傅立叶变换（FFT）和反变换（IFFT）来实现上述功能， 用离散傅立叶变换实现OFDM的调制器解调器如图所示： ;;　　　在单载波调N(如FSK，GMSK等)系统中，已调信号的包络是恒定值。在这样的系统中，发射机的功率放大器可以工作在效率很高的非线性工作区，而输出信号的频谱扩展和失真效应很小。但是在OFDM系统中，当某个时刻多个子载波呈现同极性的峰值时，叠加后的信号便会出现高峰值。子载波的个数越多，出现的峰值就越高。 ;峰均功率比的定义 ;PAPR的统计特性 ; 假设OFDM符号周期内每个采样值之间是不相关的，则在OFDM符号周期内的N个采样值当中，每个采样值的PAPR都小于门限值z的概率分布为：; 实施过采样可以更加准确的反映OFDM系统内PAPR的分布情况，而且仅当 　时，上式能够较真实的反映实际情况，或者可以从另一个角度来衡量OFDM系统内的PAPR分布，即计算峰均比超过某一门限的概率，得到互补累积分布函数：;PAPR技术算法评价的指标 1系统的复杂度：系统的复杂度越低越好；如果一种方法，即使其取得的系 统性能非常的高，如果其计算复杂度也是非常的高，以至于有些技术就现 在的水平而言根本无法实现的，那么其不可能有很大的实用空间； 2方法不能受限于子载波数，算法不能随着子载波数的增加而效率降低或是系统的性能降低，一种好的降低PAPR的算法要能适用于任何数目的子载波； 3调制方式：系统的调制方式可由用户根据需求来进行自由的选择：即算法的实施不受调制方式的影响; 4系统的性能：在相同环境条件的前提下，可进行系统的性能之间的比较，性能好的说明方法越优越。 ;降低PAPR的常用方法 1信号预畸变技术 : 信号预畸变技术的基本思想是简单地将OFDM信号峰值部分进行非线性畸变来降低幅值，主要有削波限幅(Clipping)、峰值加窗和压缩扩展变换(C变换)等技术。削波方法指将OFDM信号中高于某一界限(系统动态范围)的信号削平。 2编码类技术 分组编码的基本思想是发送端通过使用分组编码来发送低PAPR的码子，丢弃高PAPR的码子。分组编码的关键技术就是寻找既具备好的编解码性能，又有较好的纠错能力的码子集合，同时PAPR又要低。格雷互补码和m序列可以符合这样的要求 。 ３概率类技术 　概率累计术并不是着眼于降低信号幅度的最大值，而是降低峰值出现的概率，一般的概率类技术都将带来一定的冗余信息。这种方法主要包括选择映射法及部分序列传输方法。 ;;其中n路相互独立的向量　　是由n个固定但完全不同的旋转向量　　　　　　产生的，可以设定第一路信号　　为原始信号X，也就是说设定　为单位向量，这并不会带来任何的性能损失。具体的操作过程是，当原始数据向量发送后，所有M个并行计算其对应的时域信号　　，并选择具有最小PAPR的一路进行传送，由于其需要M个并行的IFFT操作，因此，采用该方法的成本较大。 对于SLM方法，在接受端必须进行与发送端相反的操作恢复出与原来的信息。因此，接收端必须知道发送端选择的是那一路信号进行传送的。最简单的解决方法是将选择的支路序号m作为边带信息一起传送的到接收端。由于这种边带信息对接收端正确的恢复传送的原始信息至关重要，因此一般采用信道编码以保证其可靠传送。通常对M路SLM发送机传送log2（M-1）比特的边带信息。 ;部分传输序列（PTS） 　　PTS也是基于SLM相同的原理，但其传输向量具有不同的结构，其原理如图所示。; 　　根据上式及参考IFFT变换的线性，可以利用V个单独的IFFT变换，对各个分组进行计算，得到;基于改进脉冲形成技术的PAPR抑制方法 　脉冲形成技术（PS）的思想是将原始数据序列和成行脉冲矩阵相乘产生的新序列，使多载波的各个子载波符号间具有一定的相关性，从而改善信号的PAPR特性。她只需恰当选择各子载波的时域波形从而避开额外的IFFT过程。在有效保持系统带宽效率的情况下，为信道编码留下余地。因此，PS是一种非常有效的PAPR的抑制方法。 系统模型 基于PS技术的OFDM系统发射机原理框图如下图;　　其中子载波　　　。S(t)的实部和虚部分别对应于OFDM的同相和正交分量，在实际系统中可以