【摘要】：多載波系統(tǒng)因具有頻譜效率高、靈活性強(qiáng)等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)因其高帶寬效率和對抗多徑衰落的魯棒性而受到廣泛關(guān)注。然而,OFDM和多輸入多輸出正交頻分復(fù)用(Multiple Input Multiple Output Orthogonal Frequency Division Multiplexing,MIMO-OFDM)系統(tǒng)的高峰均功率比(Peak-to-average Power Ratio,PAPR)阻礙了它們在高速通信中的應(yīng)用。高的PAPR要求功放(Power Amplifier,PA)和模數(shù)轉(zhuǎn)換(Analog-to-Digital,A/D)器件、數(shù)模轉(zhuǎn)換(Digital-to-Analog,D/A)器件等具有非常大的動態(tài)范圍,發(fā)射超出線性范圍的信號易引起信號的非線性畸變,使得系統(tǒng)的誤碼率(Bit Error Rate,BER)性能退化。因此,為推廣應(yīng)用OFDM技術(shù),人們致力于降低包括OFDM在內(nèi)的多載波系統(tǒng)的PAPR的研究。目前來說,降低OFDM系統(tǒng)PAPR的技術(shù)主要可以劃分成3類:多信號替換和概率類技術(shù),信號預(yù)畸變類技術(shù),編碼類技術(shù)。在第一類技術(shù)中,選擇性映射(Selected Mapping,SLM)技術(shù)和部分傳輸序列(Partial Transmit Sequences,PTS)技術(shù)受到重視,主要因?yàn)槠淠苡行Ы档托盘柕腜APR,不會引起信號失真,并且實(shí)現(xiàn)簡單。因此本文選擇SLM算法和PTS算法與自相關(guān)匹配的思想相結(jié)合并進(jìn)行比較。傳統(tǒng)SLM和PTS方法的一個(gè)顯著缺陷是,為了在接收端正確地檢測信號,必須額外傳輸一定的邊帶副信息。邊帶副信息的傳輸降低了系統(tǒng)的頻譜利用效率。為了在接收端實(shí)現(xiàn)盲檢測,本文提出了自相關(guān)匹配的基本算法,旨在根據(jù)信號本身的自相關(guān)性在接收端檢測信號,而無需傳輸邊帶信息。本文的主要工作如下:(1)研究自相關(guān)匹配思想在時(shí)域的具體應(yīng)用,提出時(shí)域自相關(guān)匹配算法降低OFDM系統(tǒng)的PAPR,并將此算法與傳統(tǒng)SLM算法相比較。時(shí)域自相關(guān)匹配算法在獲得與傳統(tǒng)SLM算法基本相同的PAPR性能的同時(shí),可以不需要邊帶副信息的傳輸,在接收端正確地恢復(fù)出原始信號;并且由于時(shí)域自相關(guān)匹配算法對信號的處理過程發(fā)生在時(shí)域,大大降低了快速傅里葉反變換(Inverse Fast Fourier Transform,IFFT)的運(yùn)算次數(shù),從而降低了計(jì)算復(fù)雜度。(2)研究自相關(guān)匹配思想在頻域的具體應(yīng)用,提出三種算法來降低OFDM系統(tǒng)的PAPR,分別是自相關(guān)匹配-SLM算法,自相關(guān)匹配-PTS算法和部分自相關(guān)-PTS算法。這三種算法能夠在有效降低信號PAPR的同時(shí),實(shí)現(xiàn)接收端信號的盲檢測,提高了頻譜利用效率。(3)研究自相關(guān)匹配方法降低MIMO-OFDM系統(tǒng)的PAPR在時(shí)域的具體應(yīng)用。將時(shí)域自相關(guān)匹配算法與并行的SLM算法相結(jié)合,提出并行的時(shí)域自相關(guān)匹配算法。在獲得與并行的SLM算法幾乎相同的PAPR抑制性能的同時(shí),并行的時(shí)域自相關(guān)匹配算法無需傳輸邊帶副信息即可實(shí)現(xiàn)信號恢復(fù)。
[Abstract]:Multicarrier systems are widely used because of their high spectral efficiency and flexibility. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM) has attracted much attention because of its high bandwidth efficiency and robustness against multipath fading. However, the peak-to-average power ratio (Peak-to-average Power Ratio,PAPR) of OFDM and multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing (Multiple Input Multiple Output Orthogonal Frequency Division Multiplexing,MIMO-OFDM) systems hinders their applications in high-speed communications. High PAPR requires power amplifier (Power Amplifier,PA), analog-to-digital conversion (Analog-to-Digital,A/D) devices, digital-to-analog conversion (Digital-to-Analog,D/A) devices and so on to have a very large dynamic range. It is easy to cause nonlinear distortion of signals when transmitting signals beyond the linear range, which degrades the BER (Bit Error Rate,BER performance of the system. Therefore, in order to popularize the application of OFDM technology, people devote themselves to reducing the PAPR of multicarrier systems including OFDM. At present, the technology of reducing PAPR in OFDM system can be divided into three categories: multi-signal substitution and probabilistic technology, signal pre-distortion technology and coding technology. In the first category, selective mapping (Selected Mapping,SLM) and partial transmission sequence (Partial Transmit Sequences,PTS) techniques are paid more attention, mainly because they can effectively reduce the signal's PAPR, without causing signal distortion, and the implementation is simple. So this paper chooses SLM algorithm and PTS algorithm to combine with the idea of autocorrelation matching. A significant drawback of traditional SLM and PTS methods is that in order to detect signals correctly at the receiver, additional sideband sub-information must be transmitted. The transmission of sideband sub-information reduces the spectral efficiency of the system. In order to realize blind detection in the receiver, this paper proposes a basic algorithm of autocorrelation matching, which aims to detect the signal at the receiving end according to the autocorrelation of the signal itself, without transmitting sideband information. The main work of this paper is as follows: (1) the application of autocorrelation matching in time domain is studied. A time-domain autocorrelation matching algorithm is proposed to reduce the PAPR, of OFDM system and compare with the traditional SLM algorithm. The time-domain autocorrelation matching algorithm can obtain the same PAPR performance as the traditional SLM algorithm, and can recover the original signal correctly at the receiving end without the need of sideband sub-information transmission. And because the signal processing process of time domain autocorrelation matching algorithm occurs in time domain, it greatly reduces the operation times of Fast Fourier inverse transform (Inverse Fast Fourier Transform,IFFT). Therefore, the computational complexity is reduced. (2) the application of autocorrelation matching in frequency domain is studied, and three algorithms are proposed to reduce the PAPR, of OFDM system, which are autocorrelation matching and SLM algorithm, respectively. Autocorrelation matching-PTS algorithm and partial autocorrelation-PTS algorithm. These three algorithms can effectively reduce the signal PAPR and realize the blind detection of the signal at the receiving end. (3) the application of autocorrelation matching method to reduce the PAPR of MIMO-OFDM system in time domain is studied. Combining time domain autocorrelation matching algorithm with parallel SLM algorithm, a parallel time domain autocorrelation matching algorithm is proposed. At the same time, the parallel time-domain autocorrelation matching algorithm can achieve signal recovery without transmitting sideband side information while obtaining almost the same PAPR suppression performance as the parallel SLM algorithm.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.53

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 韓艷春;楊士中;;OFDM系統(tǒng)PAPR減小技術(shù)綜述[J];電視技術(shù);2006年01期

2 陳麗萍;張雪瓊;;降低OFDM系統(tǒng)PAPR的一種實(shí)用方法[J];阜陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年03期

3 張琛;付耀文;張爾揚(yáng);;一種降低OFDM信號PAPR的新方法[J];信號處理;2006年05期

4 江漢紅;周學(xué)軍;李慶;滿江濤;;OFDM通信PAPR性能改善的概率類算法研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版);2008年04期

5 肖麗萍;王嘉嘉;;基于幅度預(yù)矯正降低OFDM系統(tǒng)PAPR的方法[J];信號處理;2009年06期

6 LATIF Asma;GOHAR Nasir D.;;Error rate performance of Hybrid QAM-FSK in OFDM systems exhibiting low PAPR[J];Science in China(Series F:Information Sciences);2009年10期

7 邵晶;李蔚;梁曉軍;;Phase pre-emphasis for PAPR reduction in optical OFDM systems based on OIDFT or time lens[J];Chinese Optics Letters;2010年09期

8 宮芳;何玉申;;降低OFDM系統(tǒng)PAPR概率類技術(shù)的研究[J];信息技術(shù);2010年10期

9 楊為貴;于意仲;徐文超;柴耀龍;;脈沖成形技術(shù)在抑制OFDM信號PAPR中的應(yīng)用[J];數(shù)據(jù)采集與處理;2010年S1期

10 REN ZhiYuan;LI YongZhao;ZHANG HaiLin;HAN Kun;;A high power efficiency method using orthogonal signal decomposition in high PAPR system[J];Science China(Information Sciences);2013年04期

相關(guān)會議論文 前10條

1 ;A new Method based on PTS for reducing PAPR in OFDM[A];2007北京地區(qū)高校研究生學(xué)術(shù)交流會通信與信息技術(shù)會議論文集（下冊）[C];2008年

2 周靜如;許小東;戴旭初;;一種降低OFDM系統(tǒng)PAPR的改進(jìn)方法[A];2010年通信理論與信號處理學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

3 李引凡;;降低OFDM信號PAPR的技術(shù)分析[A];四川省通信學(xué)會2005年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

4 房宵杰;沙學(xué)軍;隋麗娟;;一種用于混合載波通信系統(tǒng)的PAPR抑制方法[A];2012全國無線及移動通信學(xué)術(shù)大會論文集（上）[C];2012年

5 陳琳;胡學(xué)龍;;基于選擇映射法降低PAPR技術(shù)的研究[A];第一屆中國高校通信類院系學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2007年

6 張琛;付耀文;張爾揚(yáng);;基于PT成形的OFDM信號PAPR抑制方法[A];無線傳感器網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)信息處理技術(shù)——2006年通信理論與信號處理年會論文集[C];2006年

7 王立武;陳正榮;潘耀華;黃忠衛(wèi);;基于16QAM映射圖案降低OFDM信號PAPR的研究[A];2010通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十五屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集（上冊）[C];2010年

8 任海根;朱江;徐先超;張潤峰;;寬帶OFDM通信系統(tǒng)中降低PAPR算法研究[A];中國通信學(xué)會第五屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

9 馬丹丹;唐向宏;董庭亮;栗昆昆;;基于聯(lián)合降低PAPR和干擾的小波包結(jié)構(gòu)優(yōu)選[A];浙江省電子學(xué)會2011學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

10 羅朗;呂明;;一種改進(jìn)的減小OFDM系統(tǒng)中PAPR方法[A];第九屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所 沈嘉;半路“殺出”的E3G[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 楊剛;OFDM通信系統(tǒng)中PAPR抑制技術(shù)的研究[D];西安電子科技大學(xué);2006年

2 胡登鵬;OFDM系統(tǒng)中的非數(shù)據(jù)輔助同步及PAPR抑制技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

3 張琛;多載波通信系統(tǒng)中的峰值平均功率比抑制技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

4 吳新春;OFDM系統(tǒng)中降低峰均比技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

5 馮卓明;OFDM信號的峰均比線性優(yōu)化技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2012年

6 但黎琳;正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中的峰值抑制技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2010年

7 何振;基于FBMC的ROF系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京科技大學(xué);2015年

8 肖悅;正交頻分復(fù)用系統(tǒng)信號優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2007年

9 胡蘇;OFDM系統(tǒng)中峰值抑制及交錯(cuò)正交調(diào)制技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2010年

10 劉明珠;OFDM系統(tǒng)峰值功率控制及優(yōu)化算法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

，

本文編號：2320602