星座图扩展法降低OFDM系统PAPR的研究
本文选题:正交频分复用 + 峰均功率比 ; 参考:《太原理工大学》2017年硕士论文
【摘要】:随着社会的快速发展,人们对文字、图像、语音、视频的数据传输速率及可靠性提出了更高的要求。正交频分复用(OFDM)技术因其具有频谱利用率高、抗多径衰落及抗符号间干扰(ISI)能力强等优点,成为无线通信系统中一种非常有吸引力的技术。然而,OFDM技术因其采用多载波进行调制,导致系统的峰均功率比(PAPR)较高,这在一定程度上影响了OFDM技术的进一步应用及推广。因而,如何有效优化PAPR性能成为OFDM技术中一项重要的研究课题。本文针对这一课题,开展了基于星座图扩展法(ACE)降低PAPR的研究,具体的工作如下:(1)介绍了目前降低OFDM系统PAPR值的三大方法:信号预畸变类方法,编码类方法,以及概率类方法。通过理论分析和模拟仿真评估了三类技术的优缺点,结果表明概率类技术是最有潜力优化OFDM系统PAPR性能的方法。(2)对概率类方法中的ACE算法进行了论述,重点介绍了ACE的三种具体可实现算法:ACE凸集映射法(ACE-POCS),ACE智能梯度投影法(ACE-SGP),预失真ACE法(ACE-BD)。针对三种算法在优化PAPR性能的同时,带来高复杂度问题,本文基于最小二乘逼近法(LSA)提出了ACE-POCS的改进算法——LSA-ACE-POCS。LSA-ACE-POCS算法的主要思想是利用LSA方法得到削波信号最佳加权因子?,促使削波信号以较快地速度接近原始噪声。仿真结果表明,与ACE-POCS算法相比,LSA-ACE-POCS算法在不恶化系统误码率(BER)性能的情况下,经过一次迭代过程中就可达到传统算法经过多次迭代后的PAPR优化效果,显著降低了计算复杂度。因此,LSA-ACE-POCS改进算法在降低PAPR方面具有一定的竞争力。(3)考虑将ACE-POCS算法与部分传输序列(PTS)算法联合起来降低PAPR。根据两种算法不同的联合方式,提出了PTS-ACE-POCS、交织ACE-POCS-PTS(Interlaced ACE-POCS-PTS)、半对半ACE-POCS-PTS(Half-to-Half ACE-POCS-PTS)、以及ACE-POCS-PTS四种联合算法。通过PAPR降低程度,所需计算复杂度,以及BER性能三方面对四种组合算法进行仿真分析,结果表明ACE-POCS-PTS算法是性能最优的。另外,通过对ACE-POCS-PTS算法的性能进一步仿真分析发现:当OFDM系统采用较大子载波数目,较低阶MQAM调制方式时,ACE-POCS-PTS算法对于优化PAPR性能是个很有吸引力的选择。
[Abstract]:With the rapid development of society, people demand higher data transmission rate and reliability of text, image, voice and video. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) technology has become an attractive technology in wireless communication systems because of its high spectral efficiency, strong anti-multipath fading and anti-ISI capability. However, because of its multi-carrier modulation, the PAPR of the system is higher, which to some extent affects the further application and popularization of OFDM technology. Therefore, how to effectively optimize PAPR performance has become an important research topic in OFDM technology. In this paper, the research of reducing PAPR based on the constellation map extension method is carried out. The main work is as follows: 1) three methods to reduce the PAPR value of OFDM system are introduced: signal predistortion class method, coding class method and probability class method. The advantages and disadvantages of the three kinds of techniques are evaluated by theoretical analysis and simulation. The results show that probabilistic class technique is the most promising method to optimize the PAPR performance of OFDM system. (2) the ACE algorithm in probabilistic class method is discussed. In this paper, three specific implementable algorithms of ACE are introduced, namely: ACE-POCSS mapping method and ACE-SGPG method, and predistortion ACE method. In order to solve the problem of high complexity while optimizing the PAPR performance of the three algorithms, This paper presents an improved ACE-POCS algorithm based on the least square approximation (LSA). The main idea of the LSA-ACE-POCS.LSA-ACE-POCS algorithm is to obtain the optimal weighting factor of the clipping signal by using the LSA method, and to promote the clipping signal to approach the original noise at a faster speed. Simulation results show that compared with the ACE-POCS algorithm, the LSA-ACE-POCs algorithm can achieve the PAPR optimization effect of the traditional algorithm after multiple iterations without deteriorating the performance of the system bit error rate (BER). The computational complexity is significantly reduced. Therefore, the improved LSA-ACE-POCs algorithm is competitive in reducing PAPR. We consider combining the ACE-POCS algorithm with the partial transmission sequence (ACE-POCS) algorithm to reduce the PAPR. According to the different joint methods of the two algorithms, four joint algorithms of PTS-ACE-POCSs, interleaved ACE-POCS-PTS(Interlaced ACE-POCS-PTSs, half-to-semi- ACE-POCS-PTSs, and ACE-POCS-PTS are proposed. Four combined algorithms are simulated from three aspects of PAPR reduction, computational complexity and BER performance. The results show that the ACE-POCS-PTS algorithm is the best. In addition, through the further simulation analysis of the ACE-POCS-PTS algorithm, it is found that the ACE-POCS-PTS algorithm is an attractive choice for optimizing the PAPR performance when the OFDM system adopts a large number of sub-carriers and a lower order MQAM modulation mode.
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN929.53
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 ;COMPLEMENT BLOCK CODING SCHEME FOR REDUCING PEAK-TO-AVERAGE POWER RATIO OF OFDM SYSTEMS[J];Journal of Electronics;2004年05期
2 ;BLOCK CODING SCHEME FOR REDUCING PAPR IN OFDM SYSTEMS WITH LARGE NUMBER OF SUBCARRIERS[J];Journal of Electronics;2004年06期
3 王俊,杨晨阳;PAPR/ENOB对通信系统性能影响的仿真方法[J];遥测遥控;2004年03期
4 ;PAPR Reduction in OFDM Systems with Large Number of Sub-Carriers by Carrier Interferometry Approaches[J];The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications;2004年04期
5 王俊,孙进平,杨晨阳;PAPR/ENOB对通信系统性能影响的仿真方法[J];系统仿真学报;2005年01期
6 韩艳春;杨士中;;OFDM系统PAPR减小技术综述[J];电视技术;2006年01期
7 陈丽萍;张雪琼;;降低OFDM系统PAPR的一种实用方法[J];阜阳师范学院学报(自然科学版);2006年03期
8 张琛;付耀文;张尔扬;;一种降低OFDM信号PAPR的新方法[J];信号处理;2006年05期
9 陈丽萍;张雪琼;;降低OFDM系统PAPR的一种实用方法[J];赣南师范学院学报;2006年06期
10 胡泽鑫;许柯;朱晓明;宋富新;;一种基于混沌序列降低OFDM系统PAPR方法的研究[J];通信技术;2007年12期
相关会议论文 前10条
1 ;A new Method based on PTS for reducing PAPR in OFDM[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
2 周静如;许小东;戴旭初;;一种降低OFDM系统PAPR的改进方法[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
3 李引凡;;降低OFDM信号PAPR的技术分析[A];四川省通信学会2005年学术年会论文集[C];2005年
4 房宵杰;沙学军;隋丽娟;;一种用于混合载波通信系统的PAPR抑制方法[A];2012全国无线及移动通信学术大会论文集(上)[C];2012年
5 陈琳;胡学龙;;基于选择映射法降低PAPR技术的研究[A];第一届中国高校通信类院系学术研讨会论文集[C];2007年
6 张琛;付耀文;张尔扬;;基于PT成形的OFDM信号PAPR抑制方法[A];无线传感器网及网络信息处理技术——2006年通信理论与信号处理年会论文集[C];2006年
7 王立武;陈正荣;潘耀华;黄忠卫;;基于16QAM映射图案降低OFDM信号PAPR的研究[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2010年
8 任海根;朱江;徐先超;张润峰;;宽带OFDM通信系统中降低PAPR算法研究[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年
9 马丹丹;唐向宏;董庭亮;栗昆昆;;基于联合降低PAPR和干扰的小波包结构优选[A];浙江省电子学会2011学术年会论文集[C];2011年
10 罗朗;吕明;;一种改进的减小OFDM系统中PAPR方法[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年
相关重要报纸文章 前1条
1 信息产业部电信研究院通信标准研究所 沈嘉;半路“杀出”的E3G[N];通信产业报;2005年
相关博士学位论文 前10条
1 杨刚;OFDM通信系统中PAPR抑制技术的研究[D];西安电子科技大学;2006年
2 胡登鹏;OFDM系统中的非数据辅助同步及PAPR抑制技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 张琛;多载波通信系统中的峰值平均功率比抑制技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
4 吴新春;OFDM系统中降低峰均比技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 冯卓明;OFDM信号的峰均比线性优化技术研究[D];华中科技大学;2012年
6 但黎琳;正交频分复用系统中的峰值抑制技术研究[D];电子科技大学;2010年
7 何振;基于FBMC的ROF系统关键技术研究[D];北京科技大学;2015年
8 肖悦;正交频分复用系统信号优化设计技术研究[D];电子科技大学;2007年
9 胡苏;OFDM系统中峰值抑制及交错正交调制技术研究[D];电子科技大学;2010年
10 刘明珠;OFDM系统峰值功率控制及优化算法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
相关硕士学位论文 前10条
1 李丹;基于智能算法的OFDM系统PAPR抑制技术研究[D];电子科技大学;2012年
2 陈晓露;基于组合机制的PAPR抑制算法的研究[D];西安电子科技大学;2012年
3 宋凡;基于分段替换和粒子群的PTS降低PAPR算法[D];长安大学;2015年
4 刘颖慧;IPTS限幅算法抑制OOFDM系统PAPR的研究[D];天津理工大学;2015年
5 康亚芳;一种改进的减小OFDM系统中PAPR的技术研究[D];山西师范大学;2015年
6 贾莹莹;自相关匹配方法降低多载波系统的PAPR[D];电子科技大学;2014年
7 赵俊飞;降低MIMO-OFDM系统PAPR的SSR-CCF联合优化算法[D];新疆大学;2015年
8 周鹏;适用于航空信道的OFDM收发关键技术实现研究[D];电子科技大学;2015年
9 胡武君;联合空、时、频域处理算法降低MIMO-OFDM系统的PAPR[D];电子科技大学;2015年
10 武消消;光OFDM峰均比抑制算法的研究[D];兰州交通大学;2015年
,本文编号:1798178
本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/1798178.html