OFDM系统PAPR和OOB辐射联合抑制算法研究

正交频分复用(OFDM)技术具有频谱效率高和抗多径衰落能力强的优点,但存在高峰值平均功率比(PAPR)和高带外(OOB)辐射的固有缺点。部分PAPR抑制算法会导致OOB辐射升高,因此需要一种联合抑制OFDM系统的PAPR和OOB辐射的算法。本文提出了一种新的结合线性压扩和简化限幅滤波的混合式PAPR和OOB辐射联合抑制算法,该算法采用连续分段线性压扩(CPLC)算法抑制信号PAPR,并对压扩后的信号进行频域滤波;然后采用简化限幅滤波(SCF)算法降低频域滤波导致的峰值再生,保证信号的OOB辐射不再升高。接收端采用迭代接收算法提高系统的误码率性能。仿真结果表明,与CPLC、SCF方案相比,所提算法可以达到更好的PAPR和OOB辐射联合抑制性能,同时通过迭代接收算法获得与原始信号相近的误码率(BER)性能。

降低OFDM信号PAPR的低复杂度PTS方法

为了改善正交频分复用(OFDM)信号的峰均比(PAPR)性能,提出了一种低复杂度部分传输序列(PTS)方法.首先通过分析备选信号的特点,需要搜索的相位因子向量个数从64减少到16而没有峰均比(PAPR)性能的损失,从而减少了相位因子搜索时间.然后采用分组的概念,重新分配旋转因子乘法的操作时间,使用基于路径的常数乘法器代替复数乘法器,从而降低硬件消耗.与4个完整的基23单路径延迟反馈IFFT相比,文中的IFFT单元的复数乘法器、复数加法器和寄存器的硬件消耗分别降低了58.8%,28.6%和75.6%,并且,不需要ROM存储旋转因子.此外,由于所需相位因子向量的特点,PAPR优化单元中的硬件消耗能够被进一步降低.

基于BCM降低OFDM系统PAPR的方法

简述了降低正交频分复用系统峰均功率比的研究进展 ,给出了基于分组编码调制降低峰均功率比的方法 ,提出了子载波数较大系统的搭建方法 ,分析了实现原理并进行了仿真研究 ,结果表明该方法不仅能有效降低正交频分复用系统的峰均功率比 。

基于Givens旋转变换的PSWF脉冲调制信号PAPR抑制方法

针对基于椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Function,PSWF)脉冲的调制信号峰均功率比过高的问题,该文提出一种基于Givens旋转的PSWF脉冲峰均功率比抑制方法。该方法从正交PSWF脉冲组的特征向量加权表示入手,利用Givens旋转矩阵G(i,j,q)对所有子坐标平面(i,j)进行q角度的旋转,搜寻使脉冲组PAPR(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)值最小的旋转矩阵,最后利用该矩阵对原PSWF脉冲组进行Givens变换,从而实现降低PAPR的目标。针对Givens旋转次数较多导致计算复杂度大的问题,该文提出分组flipping迭代的算法实现方案。理论证明了该变换方法能够保持脉冲组的带内能量聚集和正交性。仿真结果表明,该方法有效降低了脉冲组的PAPR,同时系统传输效率、调制信号功率谱密度与系统误码率性能均保持不变。

限幅法降低OFDM雷达通信一体化系统PAPR研究

为解决基于OFDM信号的雷达通信一体化系统峰均功率比较高的问题,分析了雷达与通信信号的特点,根据一体化系统实际,利用直接限幅算法对基于OFDM信号的雷达通信一体化系统PAPR进行抑制,并对不同限幅门限下PAPR抑制性能、系统误码率以及互相关函数进行了计算机仿真。研究表明,只要合理设置限幅门限,直接限幅法能够有效地降低一体化系统PAPR,由于限幅模块位于发射端,因此对雷达分系统目标检测性能影响较小;对于通信分系统,对信号直接限幅后会对误码率带来一定的影响,但是在信噪比较小时,仿真结果表明不论在衰落信道还是AWGN信道,直接限幅对系统的误码率性能影响不大。

降低OFDM信号PAPR的改进交织分割PTS方法

该文首先证明在交织分割部分传输序列方法(IPTS)中,由于待选传输序列的非独立性而造成IPTS性能较差;为此,借助于对部分数据子块进行共轭运算来有效地增加IPTS算法中独立待选传输序列的个数,从而提高IPTS算法的性能。仿真结果表明,通过增加独立待选传输序列的个数,提出的改进IPTS(MIPTS)能够以较小的运算量达到(针对离散信号)或优于(针对连续信号)APTS算法性能。

OFDM系统中基于迭代和门限理论降低PAPR的改进PTS方法

传统的部分传输序列法(PTS)中,如果要得到最佳的相位旋转因子,需要遍历所有的可选相位,这样的计算量随分割的子序列数按指数增长。本文提出两种减少计算复杂度的改进PTS方法(经迭代的IPTS和经门限的IPTS)。这两种方法都利用快速傅立叶变换(FFT)的时域循环移位特性增加备选信号,改善PAPR降低的性能。首先提出了一种利用反复迭代移位的IPTS方法(经迭代的IPTS),该方法的计算量随子序列数按线性增长。接着提出了一种利用预先设定的门限值以降低计算复杂度的IPTS方法(经门限的IPTS)。最后理论分析、比较了PTS、PTS/CSS方法与本文方法的计算复杂度。Matlab软件仿真显示,当使用相同的分割子序列数和相位旋转因子时,两种IPTS方法能够以较小的运算量达到了PTS/CSS方法性能;两种IPTS方法降低PAPR的性能要优于PTS方法,但计算复杂度并没有增加。

一种OFDM系统中PAPR的抑制算法

为降低正交频分复用(OFDM)系统中发射信号的峰值功率,提出了在一个OFDM符号内使用两种信号星座图对二进制数据进行编码,通过在各个子载波处选用合理的信号星座图来实现对峰值均值功率比(PAPR)的抑制。由于算法不改变现有OFDM系统的实现结构,在不影响OFDM中其它信号处理性能的条件下,仿真表明算法能有效地降低系统的峰值均值功率比。

一种降低FBMC-OQAM系统PAPR的低复杂度选择性映射算法

滤波器组多载波(FBMC)是第五代蜂窝网络无线接入技术重点考虑的对象之一,然而其存在较高的峰均功率比(PAPR)。通过分析FBMC-OQAM信号的重叠特性和信号功率分布特点,将传统选择性映射(SLM)方法加以改进,提出了一种比色散选择性映射(DSLM)方法更优的低复杂度色散选择性映射(LD-SLM)方法。LD-SLM方法用备选旋转矢量将当前数据块信号旋转,通过计算在当前信号周期[T,3T]区间内信号的PAPR来选取最优旋转矢量,并更新当前数据块信号,接着对下一个数据块信号进行同样的优化,直至所有的数据块都被优化。通过比较算法复杂度可知,LDSLM算法相比DSLM算法降低了50%,仿真实验表明LD-SLM方法能有效降低FBMC-OQAM系统的PAPR。

利用虚拟子载波抑制OFDM系统PAPR及其低复杂度算法

研究了利用虚拟子载波抑制OFDM系统PAPR及其算法简化的问题。通过对虚拟子载波技术迭代过程进行简化,得到了运算量只是系统子载波数量级的低复杂度迭代算法,减小了算法实现的复杂度。计算机仿真表明,通过增大虚拟子载波数量或迭代次数,可使系统PAPR性能在一定范围内得到明显改善。由于不用传输边带信息,系统具有较强的可靠性和抗干扰能力。

降低梳状谱信号PAPR的初相优化法

针对宽带梳状谱干扰信号存在峰均值功率比(PAPR)较高的问题,提出了一种新的包络优化法,采用了优化初相的快速搜索技术,不失真地降低了信号的PAPR。通过理论分析和仿真试验,验证了采用新方法而设计的梳状谱信号当N>20时可将PAPR降低到2.6 dB以下,方法简单,其适应性和可行性强,且子载波数目越多就越能显著提高搜索速度。

降低OFDM系统PAPR的改进方法与性能分析

针对编码后的OFDM信号的PAPR的降低问题,提出了一种利用改进的选择映射(SLM)方法处理的OFDM信号进行限幅处理的新方法来降低PAPR,即改进的畸变SLM算法.该算法把相位序列信息嵌入在编码后的OFDM数据块的检测符号上,从而避免了数据传输速率的损失,限幅的使用更加有效地降低了PAPR.通过对新方法的计算机仿真结果说明,这种方法可以在不增加系统误码性能的基础上,获得比普通的SLM技术更好的降低PAPR的性能.

一种降低OFDM系统PAPR的改进SLM技术

选择映射(selected mapping,SLM)技术是一种无失真降低OFDM(orthogonal frequency divisionmultiplexing)信号峰均比PAPR(peak-to-average power ratio)的有效方法.但是普通的SLM技术因为相位序列边带信息的传输而导致了数据传输速率的损失.因此提出了一种改进的SLM技术来降低OFDM信号的PAPR,它把相位序列信息嵌入在编码后的OFDM数据块的检测符号上,避免了系统特意传输边带信息而造成的数据传输速率的损失.Matlab仿真结果表明,所提出的改进SLM技术可以在不过分增加系统复杂性的基础上,获得比普通的SLM技术更好地降低PAPR的性能.

基于星座恢复法降低PAPR的性能分析

提出了一种新的降低峰均功率比(Peak-to-average ratio,PAPR)的方法——星座恢复法。在发送端采用软件削波限幅的方法来降低系统的峰均比,其系统结构简单、且可根据系统的要求灵活地改变PAPR值;在接收端根据调制信号的星座特性恢复出被限幅数据的实际值,从而减小了信号的畸变,提高了系统的误码性能。为了使星座恢复法更具实用性,对其算法进行了简化,从而大大地减少了系统的运算量。理论分析和仿真结果表明:与选择性映射法(Selective mapping,SLM)相比,基于星座恢复法的正交频分复用(Orthogonal frequency divisionmultiplexing,OFDM)系统,其误码性能得到了明显的改善,算法较简单,且无需额外信道来传送附加信息。

一种降低CO-OFDM系统PAPR改进的星座图扩展算法

相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统中的较大峰值平均功率比(PAPR)问题会导致严重的光纤非线性效应。本文提出了一种改进的星座图扩展(ACE)算法,取得了更好的PAPR抑制效果。研究表明,ACE算法与凸集投影法(POCS)相结合可减少计算复杂度,但存在峰值再生现象等问题。为此,本文利用抛物峰值抵消(PPC)算法改善迭代过程中的峰值再生现象,并采用星座映射预修正技术提高了收敛速度。采用改进算法对4QAM、29 Gb/s的CO-OFDM系统进行了仿真实验,结果表明改进算法使OFDM信号的PAPR降低了4.41 dB,并且具有更快的收敛速度。

基于幅度预矫正降低OFDM系统PAPR的方法

本文针对幅度预矫正技术在降低OFDM系统PAPR(peak-to-average power ratio)的同时增加了系统平均功率的缺点,采用对部分输入符号进行两个相反方向的放大和缩小,以达到进一步降低系统PAPR,并且降低系统平均功率的目的。分析及仿真结果表明,在保证系统在AWGN信道中的误比特率性能的前提下,在概率为10^(-4)处,改进后的方法比原方法PAPR降低了0.6dB,系统平均功率也有明显降低。本文方法具有算法简单、不产生失真,不发送边带信息及灵活性高,且易于与其他降低PAPR技术结合使用等特点,具有较好的实用价值。

PTS的不同分割方法对OFDM系统PAPR性能的影响

部分传输序列(PTS)方法能够有效地解决OFDM信号的峰值平均功率比(PAPR)过高的问题,但是PTS基本算法的计算复杂度却较高,因此可采用适当的分割方法来降低计算的复杂度.在分析了相邻、随机和交织分割方法基本原理的基础上,通过仿真进一步验证了三种方法的有效性,并重点仿真分析了相邻分割方法中不同的分组数对OFDM系统PAPR的影响.仿真结果表明,PTS的不同分割方法均可有效地降低系统的PAPR,但需要考虑算法的计算复杂度.

不同叠加训练序列PTS降低PAPR性能比较

部分传输序列(PTS)能有效降低正交频分复用(OFDM)系统的峰均功率比(PAPR),但是其存在降低性能有限和边带信息占用频谱资源的问题。文中在传统PTS方法的基础上,基于叠加训练序列PTS降低PAPR的方法,分析了叠加不同训练序列、不同训练序列作相位旋转因子及功率分配因子对降低PAPR性能的影响。仿真结果表明:叠加自相关性较好的训练序列,降低PAPR的能力更强;不同训练序列作相位旋转因子时,对降低PAPR的效果影响不大;采用Hadama码、功率分配因子大于0.15时,降低PAPR的能力增强。该方法中的训练序列,不仅可以用于同步﹑信道估计,而且可以降低PAPR,并提高系统频谱利用率。

应用于SC-FDMA系统PAPR抑制技术的联合算法研究

针对SC-FDMA系统在多用户的情况下依然存在较高峰均比问题,提出了改进的μ律压扩和LCCIP-PTS方法的联合方案.仿真结果表明,在SC-FDMA系统中,μ律压扩方法在降PAPR性能和BER性能之间获得了很好的权衡,改进的μ律压扩方法提高了BER性能,同时计算量降低.LCC-IP-PTS方法与C-IP-PTS相比降低了3/4以上的计算复杂度,同时降PAPR性能几乎不变.两者结合能够使SC-FDMA系统PAPR降到5.8dB以下.

OFDM-PON中PAPR的联合抑制方法

在采用正交频分复用(OFDM)技术的光无源接入网(PON)中,由于所产生的光OFDM信号具有较高的峰值平均功率比(PAPR),从而会对器件提出较高的要求,同时在其高速传输过程中也易导致非线性效应。通过联合使用限幅和信号预失真的方法降低了OFDM-PON中信号PAPR的影响,使得50km单波长下行5Gb/s的OFDM-PON实验系统的光信噪比大约有4dB的提升。