本文關(guān)鍵詞：寬帶OFDM系統(tǒng)中降PAPR技術(shù)研究與FPGA實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 正交頻分復(fù)用 峰均功率比 峰值脈沖抵消削峰算法 FPGA System Generator

【摘要】：正交頻分復(fù)用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)是一種無(wú)線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù),利用子載波之間的正交性達(dá)到提高數(shù)據(jù)傳輸碼率的目的,不僅能有效地抵抗多徑衰落和多普勒頻移,而且大大提高了頻譜的利用率。但其致命的缺點(diǎn)是具有高峰均功率比,且隨信號(hào)帶寬的增加而增加。高峰值信號(hào)在經(jīng)過(guò)非線性部件和信道時(shí),會(huì)產(chǎn)生帶內(nèi)失真和頻譜擴(kuò)展。因此,在實(shí)際應(yīng)用中須采取功率回退,功率的回退降低了功率放大器的效率。峰均功率比抑制技術(shù)能夠有效地降低峰值信號(hào)的幅值,是提高射頻功率放大器效率的有效途徑之一。本文主要圍繞最具實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的峰值脈沖抵消削峰(Peak Cancellation Crest Factor Reduction,PC-CFR)算法進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)與FPGA實(shí)現(xiàn)。首先,從OFDM系統(tǒng)的基本原理出發(fā),分析了高峰均功率比存在的原因,及其對(duì)通信系統(tǒng)性能的影響。然后,詳細(xì)地闡述了PC-CFR算法的工作原理,并在MATLAB中完成了編程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),分析了PC-CFR算法在不同參數(shù)下的削峰處理效果,確定了峰值檢測(cè)算法、原型對(duì)消脈沖的參數(shù)以及迭代次數(shù),解決了峰值檢測(cè)算法中峰值位置指示延時(shí)不固定的問(wèn)題。最后,在硬件邏輯設(shè)計(jì)中,采用“自頂向下”的層次化設(shè)計(jì)思路,對(duì)PC-CFR算法的具體實(shí)現(xiàn)按功能的不同進(jìn)行模塊劃分,規(guī)定各模塊之間的接口定義,并在System Generator中完成各模塊的硬件邏輯設(shè)計(jì)與RTL級(jí)仿真驗(yàn)證,在Xilinx的ML605評(píng)估板中完成了FPGA的硬件調(diào)試與驗(yàn)證。經(jīng)過(guò)仿真測(cè)試與FPGA的驗(yàn)證,對(duì)于帶寬為20 MHz、QAM16調(diào)制的LTE信號(hào),在EVM惡化小于7%的情況下,信號(hào)的峰均功率比能降低約3.39 d B,而整個(gè)硬件設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)功耗為275 m W,能有效地提高發(fā)射機(jī)的效率,降低能耗及運(yùn)營(yíng)成本,具有極高的應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：正交頻分復(fù)用 峰均功率比 峰值脈沖抵消削峰算法 FPGA System Generator
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.53
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-16
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 論文的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)15-16
• 第2章 OFDM系統(tǒng)與峰均比抑制技術(shù)簡(jiǎn)述16-23
• 2.1 OFDM系統(tǒng)的基本原理16-17
• 2.2 OFDM系統(tǒng)的峰均比問(wèn)題17-20
• 2.2.1 相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的定義18-19
• 2.2.2 高峰均比對(duì)OFDM系統(tǒng)的影響19-20
• 2.3 峰均功率比抑制技術(shù)20-22
• 2.3.1 限幅濾波技術(shù)20-21
• 2.3.2 峰值加窗技術(shù)21
• 2.3.3 噪聲成型技術(shù)21-22
• 2.3.4 峰值脈沖抵消技術(shù)22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第3章 PC-CFR算法的MATLAB仿真與性能分析23-32
• 3.1 PC-CFR算法原理簡(jiǎn)述23-25
• 3.2 峰值檢測(cè)方案的選擇25-27
• 3.3 原型對(duì)消脈沖濾波系數(shù)的選擇27-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第4章 PC-CFR算法的FPGA硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)32-53
• 4.1 開(kāi)發(fā)平臺(tái)與開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)述32-34
• 4.2 PC-CFR算法的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)34-52
• 4.2.1 CORDIC模塊的設(shè)計(jì)36-41
• 4.2.2 峰值檢測(cè)模塊的設(shè)計(jì)41-44
• 4.2.3 縮放因子生成模塊的設(shè)計(jì)44-46
• 4.2.4 分配器模塊的設(shè)計(jì)46-49
• 4.2.5 對(duì)消脈沖生成模塊的設(shè)計(jì)49-51
• 4.2.6 數(shù)據(jù)鏈路延時(shí)匹配模塊設(shè)計(jì)51
• 4.2.7 削峰處理模塊的設(shè)計(jì)51-52
• 4.3 本章小結(jié)52-53
• 第5章 PC-CFR算法FPGA設(shè)計(jì)仿真與性能評(píng)估53-65
• 5.1 硬件實(shí)現(xiàn)的RTL級(jí)仿真53-60
• 5.1.1 硬件設(shè)計(jì)外部接口聲明53-55
• 5.1.2 仿真結(jié)果驗(yàn)證55-60
• 5.2 硬件資源消耗60-61
• 5.3 峰均比抑制效果61-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 第6章 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 工作總結(jié)65
• 6.2 工作展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 致謝70-71
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文71-72
• 附錄B 部分仿真程序72-74

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 彭程;石紫娟;朱思瑾;;O-OFDM系統(tǒng)PAPR抑制方法綜述[J];安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2014年05期

2 劉巧平;李艷萍;;正交頻分復(fù)用技術(shù)及其在4G移動(dòng)通信中的應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展;2014年11期

3 韓東升;楊維;劉薇;;一種改進(jìn)的限幅濾波降低PAPR算法[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào);2014年04期

4 徐鐵喜;;峰值抵消CFR算法設(shè)計(jì)及FPGA實(shí)現(xiàn)[J];硅谷;2014年12期

5 張敏娟;魏亞輝;李曉;;一種降低LTE信號(hào)高峰均比算法的FPGA實(shí)現(xiàn)[J];中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年03期

6 段莉莉;湯立剛;;一種新的降低HPA非線性失真的方法[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2014年02期

7 張麗麗;葉宇煌;蘇凱雄;吳林煌;翁義龍;;基于深度限幅濾波的DTMB峰均比抑制技術(shù)研究[J];電視技術(shù);2013年17期

8 邢鋼;李輝;高維廷;;降低OFDM系統(tǒng)峰均比的PTS重復(fù)搜索算法[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2013年10期

9 張巧文;;抑制多載波系統(tǒng)PAPR的CFR算法比較[J];浙江萬(wàn)里學(xué)院學(xué)報(bào);2013年02期

10 龍海南;張迪;;利用格雷互補(bǔ)序列降低OFDM峰均比并用FPGA實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2012年31期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 蘇攀;多模通信系統(tǒng)中數(shù)字預(yù)失真技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];湖南大學(xué);2014年

2 劉康燕;OFDM系統(tǒng)中峰均比抑制技術(shù)的研究與FPGA實(shí)現(xiàn)[D];河北大學(xué);2013年

3 劉思;移動(dòng)通信中的峰均比抑制算法研究及實(shí)現(xiàn)[D];上海交通大學(xué);2013年

4 蔣李;基于FPGA的波峰因子降低（CFR）算法設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)研究[D];電子科技大學(xué);2012年

5 于延輝;LTE下行鏈路峰均比抑制技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2012年

6 汪麗;基于部分傳輸序列的多載波系統(tǒng)峰均比抑制技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2012年

7 喬溫蔚;OFDM系統(tǒng)峰均比抑制技術(shù)研究與FPGA實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2011年

8 陳立俊;OFDM系統(tǒng)中峰均比抑制技術(shù)的研究[D];華南理工大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：556377