基于子载波加权降低ofdm系统峰均功率比的方法 a papr reduction method based on subcarrier weighting in ofdm system.pdfVIP

第16卷第4期 电路与系统学报 V01．16No．4 OFCIRCUITSANDSYSTEMS 2011年8月 JOURNAL Aug蚺t，201l 文章编号：l007一0249(2011)04·0040-04 基于子载波加权降低OFDM系统峰均功率比的方法· 李庆， 胡捍英 (信息工程大学通信工程系。河南郑州450002) 摘要。本文提出了一种通过对子载波数据进行加权来降低OFDM系统PAPR的方法。该方法实现简单，能有效降 量，在保证PAPR抑制效果的同时大大降低了加权系数的计算时间，并与投影拉格朗日法进行了比较。由于加权引起 子载波功率的不同将导致系统SER的下降，但仿真结果表明，在信噪比较高的条件下，只要合理控制加权系数的取值 范围，便可以在队PR抑制能力和SER性能损失之间取得较好的平衡和折衷。 关键词。0FDM；峰均比：遗传算法：子载波加权 中图分类号·TN911．7文献标识码·A 1 引言 Division OFDM(OrthogonalFrequency 统【l】，它将数字调制、数字信号处理、多载波传输等技术有机结合在一起，使得它在系统的频谱利用 率、功率利用率、系统复杂性方面综合起来有很强的竞争力，是支持未来移动通信特别是移动多媒体 通信的主要技术之一。由于OFDM是一种多载波传输技术，多个独立的调制子载波叠加会导致较大的 PowerRatio)，这就要求其功率放大器(PA：Power 峰均功率比(PAPR，Peak．to—Average Amplifier) 必须有较大的线性范围，否则将会导致大信号出现非线性失真。为避免非线性失真，一个简单的方法 就是增加PA的输出回退(OBO：Output 会很大，这会造成PA功率效率的降低和设备成本的增加。同时，限幅效应也会导致子载波间干扰与频 谱旁瓣的增大。 目前，降低PAPR的方法主要有三类【2】：第一类是预畸变技术，如限幅【3】、压缩扩张【4】、峰值加窗 等，该类技术会造成BER性能严重下降并导致带外辐射功率增加；第二类是编码技术【5j，如循环编码， 但其会增加系统带宽，且编解码及计算复杂度高：第三类是加扰码减小PAPR，如选择性映射(SLM) 吲和部分传输序列(PTS)【21等，这类方法一般具有较高的运算复杂度且需要向接收端发送额外的信息。 本文提出了一种基于子载波加权降低峰均比的方法。该方法通过在每个子载波上的数据符号上乘 需要向接收端发送任何用于解调的信息，提高了频谱利用率，减小了信号在时域的扩展。由于OFDM 系统中子载波数通常比较大，因此在计算加权系数时通过遗传算法(GA：Genetic 优加权系数，能够在有效降低OFDM系统PAPR的前提下大大降低计算的时间复杂度。 2 系统模型 本文提出的OFDM系统发送端结 构如图l所示。系统共有Ⅳ个子载波， 对每个OFDM符号，数据(PSK、QAM) 经过串并转换后进入加权优化单元， 优化单元计算降低PAPR的最优加权 图1 子载波加权OFDM系统发送端框图 ’收稿日期-20lO．11．29修订日期：2011．02．2l 万方数据 第4期 李庆等：基于子载波加权降低0FDM系统峰均功率比的方法 41 符号序列孑=防，五，．．．，瓦Jr，即： 五=岛·d。，刀=l，2，．．．，Ⅳ (1) 加权后的符号经过IFFT、并串转换后转换为时域信号，加入长度为兄的循环前缀后通过D／A与射频发 射出去。其中死的长度大于多径信道的最大时延。 下面对算法及最优加权向量的求解过程进行详细介绍。 3 最优子载波权值 3．1 优化目标 为了更准确地找到OFDM