本文選題：正交頻分復用 + 峰均功率比　； 參考：《太原理工大學》2017年碩士論文

【摘要】：隨著社會的快速發(fā)展,人們對文字、圖像、語音、視頻的數(shù)據(jù)傳輸速率及可靠性提出了更高的要求。正交頻分復用(OFDM)技術因其具有頻譜利用率高、抗多徑衰落及抗符號間干擾(ISI)能力強等優(yōu)點,成為無線通信系統(tǒng)中一種非常有吸引力的技術。然而,OFDM技術因其采用多載波進行調制,導致系統(tǒng)的峰均功率比(PAPR)較高,這在一定程度上影響了OFDM技術的進一步應用及推廣。因而,如何有效優(yōu)化PAPR性能成為OFDM技術中一項重要的研究課題。本文針對這一課題,開展了基于星座圖擴展法(ACE)降低PAPR的研究,具體的工作如下:(1)介紹了目前降低OFDM系統(tǒng)PAPR值的三大方法:信號預畸變類方法,編碼類方法,以及概率類方法。通過理論分析和模擬仿真評估了三類技術的優(yōu)缺點,結果表明概率類技術是最有潛力優(yōu)化OFDM系統(tǒng)PAPR性能的方法。(2)對概率類方法中的ACE算法進行了論述,重點介紹了ACE的三種具體可實現(xiàn)算法:ACE凸集映射法(ACE-POCS),ACE智能梯度投影法(ACE-SGP),預失真ACE法(ACE-BD)。針對三種算法在優(yōu)化PAPR性能的同時,帶來高復雜度問題,本文基于最小二乘逼近法(LSA)提出了ACE-POCS的改進算法——LSA-ACE-POCS。LSA-ACE-POCS算法的主要思想是利用LSA方法得到削波信號最佳加權因子?,促使削波信號以較快地速度接近原始噪聲。仿真結果表明,與ACE-POCS算法相比,LSA-ACE-POCS算法在不惡化系統(tǒng)誤碼率(BER)性能的情況下,經(jīng)過一次迭代過程中就可達到傳統(tǒng)算法經(jīng)過多次迭代后的PAPR優(yōu)化效果,顯著降低了計算復雜度。因此,LSA-ACE-POCS改進算法在降低PAPR方面具有一定的競爭力。(3)考慮將ACE-POCS算法與部分傳輸序列(PTS)算法聯(lián)合起來降低PAPR。根據(jù)兩種算法不同的聯(lián)合方式,提出了PTS-ACE-POCS、交織ACE-POCS-PTS(Interlaced ACE-POCS-PTS)、半對半ACE-POCS-PTS(Half-to-Half ACE-POCS-PTS)、以及ACE-POCS-PTS四種聯(lián)合算法。通過PAPR降低程度,所需計算復雜度,以及BER性能三方面對四種組合算法進行仿真分析,結果表明ACE-POCS-PTS算法是性能最優(yōu)的。另外,通過對ACE-POCS-PTS算法的性能進一步仿真分析發(fā)現(xiàn):當OFDM系統(tǒng)采用較大子載波數(shù)目,較低階MQAM調制方式時,ACE-POCS-PTS算法對于優(yōu)化PAPR性能是個很有吸引力的選擇。
[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.
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN929.53

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本文編號：1798178