基于預(yù)留子載波的OFDM系統(tǒng)峰均比抑制算法研究.pdf

1、正交頻分復(fù)用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）技術(shù)具有頻譜利用率高、抗頻率選擇性衰落能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，從而使其已成為了現(xiàn)代無(wú)線通信領(lǐng)域的主要調(diào)制技術(shù)之一。但是，OFDM信號(hào)與生俱來(lái)的高峰均比（Peak to Average Power Ratio，PAPR）問(wèn)題限制了它的廣泛應(yīng)用，當(dāng)信號(hào)峰均比超過(guò)高功率放大器（High Power Amplifier，HPA）的線性動(dòng)態(tài)范圍

2、時(shí)，會(huì)產(chǎn)生非線性失真，進(jìn)而導(dǎo)致 OFDM系統(tǒng)性能下降。若要避免非線性失真，可采用線性范圍較大的HPA，但這樣的HPA成本較高，難以應(yīng)用于實(shí)際的無(wú)線系統(tǒng)。因此，需要采用PAPR抑制技術(shù)來(lái)使PAPR在HPA的線性動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)。典型的PAPR抑制技術(shù)可以分為三類(lèi)：預(yù)畸變類(lèi)技術(shù)、編碼類(lèi)技術(shù)、概率類(lèi)技術(shù)。預(yù)畸變類(lèi)技術(shù)直接處理 OFDM信號(hào)，能非常有效地抑制PAPR，但容易導(dǎo)致信號(hào)失真，進(jìn)而惡化系統(tǒng)的誤比特率（Bit Error Rate，BER）性

3、能和功率譜密度（Power Spectral Density，PSD）性能；編碼類(lèi)技術(shù)則僅傳輸峰值低于門(mén)限值的OFDM信號(hào)，編碼類(lèi)技術(shù)雖然不會(huì)產(chǎn)生噪聲，也不會(huì)導(dǎo)致信號(hào)發(fā)生畸變，但會(huì)降低系統(tǒng)傳輸速率；概率類(lèi)技術(shù)思想則是降低OFDM信號(hào)峰值出現(xiàn)的概率，是目前最流行的PAPR抑制技術(shù)，包括預(yù)留子載波（Tone Reservation，TR）算法。
　　本文主要研究基于TR的無(wú)線OFDM通信系統(tǒng)信號(hào)峰均比抑制算法。首先，介紹了O FD M

4、系統(tǒng)及其峰均比抑制技術(shù)的發(fā)展與研究意義，簡(jiǎn)述了峰均比抑制技術(shù)的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則；其次，分析了現(xiàn)有三類(lèi)峰均比抑制技術(shù)的原理和優(yōu)缺點(diǎn)，并詳細(xì)闡述了概率類(lèi)技術(shù)中的TR算法數(shù)學(xué)模型；最后，針對(duì)現(xiàn)有TR峰均比抑制算法難以同時(shí)兼顧峰均比、誤碼率、功率譜密度性能的缺點(diǎn)，通過(guò)與其他峰均比抑制算法思想相結(jié)合，提出了兩種新的算法：聯(lián)合智能梯度映射（Smart Gradient Projection，SGP）-主動(dòng)星座擴(kuò)展（Active Constellation

5、Extension，ACE）的最小平方估計(jì)（Least Squares Approximation，LSA）TR算法，稱為SgpACE-LsaTR算法，以及一種改進(jìn)的基于限幅噪聲比（Signal to Clipping Noise Ratio，SCR）的TR峰均比抑制算法，稱為L(zhǎng)sa-ScrTR算法。本文對(duì)提出的新算法進(jìn)行了深入的理論分析，對(duì)新算法的PAPR理論值、誤碼率性能及運(yùn)算復(fù)雜度進(jìn)行了定性定量評(píng)價(jià)；并通過(guò)Matlab仿真軟件對(duì)新