OFDM调制系统峰均比抑制算法及FPGA实现
本文选题:正交频分复用 + 非线性失真 ; 参考:《西安电子科技大学》2014年硕士论文
【摘要】:正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)是一类将高速数据流划分成低速数据流同时采用多个子载波并行传输数据的技术。该技术利用多个彼此之间相互正交的子载波传输信息,与传统的单载波调制技术相比其在频谱效率方面有了很大程度的改善。由于同时还具有很好的抗多径衰落能力以及较强的抗符号间干扰(Inter Symbol Interference,ISI)能力,该技术已成为新一代移动通信的热点研究技术。作为OFDM系统的主要问题之一,峰值均值功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)过高的现象阻碍了OFDM技术的发展。因为每个OFDM符号由多个子载波上传输的的信号相互叠加而成,当多个子载波上的信号相位相同或相似时,叠加后就会产生峰值功率较大的OFDM信号。把这种动态范围很大的信号送入非线性器件时,将会使带内失真和带外干扰都增加,严重影响OFDM系统的性能。针对高峰均比的问题,本文详细研究了四种非常具有代表性的OFDM峰均比抑制算法:限幅法、压缩扩展变换法、选择映射法和部分传输序列法。首先着手于限幅法,指出传统的限幅算法有峰值再增长的缺陷,进而研究限幅滤波算法和改进之后的迭代限幅滤波算法,在对算法的原理分析和对其性能的Matlab仿真分析的基础上,指出迭代限幅滤波算法抑制峰均比效果明显,但是误码率性能一般;然后分析了压缩扩展变换法,在研究其基本原理的基础上选择μ率压扩算法进行了Matlab仿真,结果表明此算法虽然实现简单,但是带外干扰问题比较严重,导致误码率增大;针对前两种方法会导致系统误码性能下降的缺点,本文还着重分析了选择映射法和部分传输序列法的基本原理,并通过对各个算法性能的Matlab仿真分析指出两种算法都会增加系统的复杂度。最后,在算法性能和实现复杂度的综合考虑之下,本文采用了迭代限幅滤波算法进行方案设计,并在FPGA上进行实现。
[Abstract]:Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is a kind of technology which divides high speed data stream into low speed data stream and uses multiple subcarriers to transmit data in parallel. This technique utilizes several orthogonal sub-carriers to transmit information, which greatly improves the spectral efficiency compared with the traditional single-carrier modulation technique. Due to its good anti-multipath fading ability and strong inter-symbol interference (ISI) capability, this technology has become a hot research technology in the new generation of mobile communication. As one of the main problems in OFDM systems, the high peak-to-average power ratio (PAPR) hinders the development of OFDM technology. Because each OFDM symbol is superposed by the signals transmitted on multiple sub-carriers, when the phase of the signals on multiple sub-carriers is the same or similar, the OFDM signals with high peak power will be produced after superposition. The in-band distortion and out-of-band interference will be increased when the signal with a large dynamic range is fed into the nonlinear device, which will seriously affect the performance of OFDM system. Aiming at the problem of peak-to-average ratio (PAPR), four kinds of PAPR suppression algorithms for OFDM are studied in detail: limiting method, compression expansion transform method, selective mapping method and partial transmission sequence method. Firstly, the limitation method is introduced, and the limitation algorithm is pointed out, and then the amplitude limiting filtering algorithm and the improved iterative limiting filtering algorithm are studied. Based on the analysis of the principle of the algorithm and the Matlab simulation analysis of its performance, it is pointed out that the peak to average ratio (APR) of the iterative limiting filtering algorithm is obvious, but the performance of the bit error rate (BER) is general, and then the compression expansion transform method is analyzed. On the basis of studying its basic principle, the simulation results show that the algorithm is simple, but the problem of out-of-band interference is serious, which leads to the increase of bit error rate (BER). In view of the shortcoming that the first two methods will lead to the deterioration of the system error performance, the basic principles of the selective mapping method and the partial transmission sequence method are also analyzed in this paper. The Matlab simulation results show that both algorithms can increase the complexity of the system. Finally, under the consideration of the performance and complexity of the algorithm, this paper uses the iterative limiting filter algorithm to design the scheme, and implements it on FPGA.
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN929.53
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 陈新永;杨瑞娟;李晓柏;;基于子载波消噪和小波变换的频谱池信道估计[J];信号处理;2012年10期
2 贺宁蓉;吕善伟;;OFDM中子载波分簇技术的应用与研究[J];遥测遥控;2006年03期
3 马路娟;李德识;陈健;;一种适用于水下传感网的动态子载波选择算法[J];计算机仿真;2013年12期
4 陈斌;李有明;郭涛;雷鹏;刘小青;;基于子载波配对的多用户协作中继系统资源分配算法[J];电信科学;2014年06期
5 郭磊;朱光喜;;多用户MIMO-OFDM自适应子载波组分配的优化算法[J];华中科技大学学报(自然科学版);2007年12期
6 薛波;颜彪;杨娟;李鸣;;一种改进的MC-CDMA系统ORC技术[J];无线电通信技术;2006年02期
7 陈宁;卢长兵;;用预留子载波降低OFDM系统峰均比的方法[J];计算机仿真;2008年10期
8 林炜鹏;;一种新的降低OFDM峰均比的子载波预留法[J];韩山师范学院学报;2011年03期
9 李庆;胡捍英;;基于子载波加权的峰均比与带外辐射联合降低方法[J];通信学报;2012年06期
10 周明宇;李立华;张平;王海峰;陶小峰;;两跳OFDM-AF接力系统中的子载波配对技术[J];北京邮电大学学报;2008年01期
相关会议论文 前2条
1 张京东;石健;胡贵军;;光OFDM通信系统中的子载波补偿技术[A];全国第15次光纤通信暨第16届集成光学学术会议论文集[C];2011年
2 姜凯;;基于OFDM高速WLAN序列子载波选择算法[A];四川省通信学会2005年学术年会论文集[C];2005年
相关博士学位论文 前4条
1 任占阳;OFDM系统动态无线资源分配研究[D];北京邮电大学;2013年
2 王道斌;光正交频分复用系统的非线性损伤补偿及性能评估关键技术研究[D];北京邮电大学;2012年
3 张阳;无线通信系统中的关键传输技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
4 余官定;多载波与合作通信系统中的资源优化分配研究[D];浙江大学;2006年
相关硕士学位论文 前10条
1 王宇飞;MIMO-OFDM系统天线和子载波联合分配问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 聂凌峰;基于子载波保留法降低OFDM系统峰均比的研究[D];西南交通大学;2010年
3 张健;预留子载波法降低OFDM系统峰均比的研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 李多一;基于子载波分组多用户OFDM资源分配算法[D];南京大学;2014年
5 吕征南;多用户OFDM系统的自适应子载波和比特分配算法[D];吉林大学;2006年
6 肖力勇;OFDM系统中ICI分析及其消除方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
7 张军;MIMO-OFDM系统的子载波智能分配及小区间干扰抑制[D];上海师范大学;2010年
8 李海;OFDMA系统中的比特和子载波动态分配算法研究[D];西南交通大学;2006年
9 贾勇;多用户OFDM系统的子载波和比特分配算法研究[D];西安理工大学;2008年
10 屠永伟;OFDM系统降低峰均比技术的研究[D];武汉理工大学;2012年
,本文编号:1983226
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/1983226.html