基于OFDM系统降低峰均功率比的研究

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1引言

正交频分复用是一种多载波调制技术,具有很高的频谱利用率,能够有效减小无线信道的时间弥散所带来的ISI。广泛应用于现在流行的高速无线通信技术中,如WIMAX和WIFI。OFDM技术有2个关键问题:对频率偏差敏感,峰均功率比值较大。这是因为OFDM信号在时域上表现为N个正交子载波信号的叠加,理论上峰值功率可以达到均值功率的N倍。尽管峰值功率出现的几率很低,但为了不失真地传输这些信号,对发射端的线性度要求很高,并且过大的功率会造成很大浪费,系统的性能也会急剧恶化,他直接影响整个系统的运行成本和效率。因此必须寻找降低峰值平均功率比的方法。

目前已经提出很多方法来解决PAPR的问题,包括限幅类技术、编码类技术、概率类技术。其中概率类技术中部分传输序列(PTS)算法是一种解决高PAPR问题的有效方法,他通过对符号作线性划分和线性变换,可以显著减少信号峰值出现的概率。

2峰均功率比的定义

OFDM系统中的峰均功率比是指OFDM信号的最大峰值功率和其平均功率之比,即:

式(1)中xn表示经过反傅里叶变换后得到的一个OFDM符号;E[]代表数学期望。N点M进制的输入序列[x0,…,xn-1],将星座映射后的数据序列分别调制在N个子载波上,在一个OFDM符号周期内,基带OFDM符号可以等效表示为:

对连续时域信号s(t)以T/N的速率进行抽样,即令t=kT/N(k=0,1,…,N-1),可以得到离散的时域信号s(k):

从式(5)上可以看出,降低PAPR技术的核心就是降低R(u),也即是降低传输信号序列的相关性。当输入数据序列的一致性较大时,OFDM峰均功率就比较高。假定当输入二进制数据序列为全1序列,那么经过星座映射和IFFT调制后,信号会产生很大的瞬间峰值功率,从而导致PAPR达到理论上的最大值N。

 

   来源:维库开发网
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