收藏本站
《哈尔滨工程大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

OFDM系统峰值功率控制及优化算法研究

刘明珠  
【摘要】: 多载波技术已经成为当代通信技术发展的重要一环,它在提高通信系统传输速率、改善频带利用效率和抗多径干扰能力等方面发挥了重要的作用。在多载波调制技术中,正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)更是因其优越的数字化技术、良好的抗频率选择性衰落性能以及高信息传输速率,成为未来移动通信的主流技术,并已经成功地应用于无线本地环路(Wireless Local Loop,WLL)、数字音频广播(Digital Audio Broadcasting, DAB)、无线局域网(Wireless Local Area Network, WLAN)等系统中。另外,OFDM技术还易于结合空时编码、分集、干扰抑制以及智能天线等技术,最大程度地提高物理层信息传输的可靠性。 虽然OFDM技术有很多优点,但它的一个最主要的瓶颈问题就是其高峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio, PAPR)问题。由于PAPR较高,使得信号经过非线性信道后,会出现严重的信号畸变,导致系统性能的衰退。同时,由于高峰值功率的存在,使得发送端对高功率放大器的线性度要求也相应提高,不但增加系统成本,还会导致低的功放效率。因此,本论文意在研究OFDM系统的峰均功率比特性,并结合其特性重点研究高PAPR的抑制方法和优化算法,达到有效控制OFDM系统峰值功率的目的。 本文首先介绍了正交频分复用调制的基本原理和峰均功率比的定义,并给出PAPR的统计特性和度量方法,研究了与PAPR值有关的参量,并提出通过利用、控制和改善这些参量,可以达到对峰值功率控制的目的。同时论文列举了几种常用的峰值功率控制算法及其优、缺点,并着重研究了克服这些算法不足之处的优化处理算法。论文研究内容包括:改进的相位加扰算法、基于信道编码的峰值功率控制算法和改进的预畸变算法等。 相位加扰算法是通过破坏子载波相位的一致性,使OFDM信号出现高PAPR的概率显著降低。但由于相位加扰算法的巨大计算复杂度,使得这种算法的应用受到限制。本文提出一种相位控制编码算法(Phase Control Coding,PCC),该算法可以明显降低传统相位加扰算法的计算复杂度。PCC算法是在传统部分传输序列(Partial Transmit Sequence, PTS)算法的基础上,通过将输入信号的数据部分进行2N→2l映射,再进行IFFT运算得到的。其余n-l个状态用来表示相位旋转因子索引,即相位控制码序列,经IFFT运算后再与数据符号相加。再在备选信号中选择PAPR最低的一路进行传输。另外,本文还提出了一种基于m序列映射的优化分割方案,通过理论证明,该种分割方法对功率峰值的改善性能仅次于随机分割方式,比交织分割和相邻分割方式性能优越。 编码法是一种较新的无失真减小PAPR的方法,论文分析了Davis法构造Golay互补序列(Golay Complementary Sequences, GCS)的具体方法,及其能够有效抑制PAPR的理论依据。为提高Golay互补序列法的信息速率,本文研究了Golay码与编码调制相结合的改进GCS算法(Improved GCS, IGCS)原理和构造方法,并分析了结合编码调制时,OFDM系统的PAPR性能。虽然少量增加了系统的PAPR,但IGCS算法比GCS算法有更高的信息速率。 当子载波数较大时,畸变法抑制PAPR是一种简单、易于实现的方法,但会产生限幅噪声和非线性失真。本文在Ochiai限幅滤波算法的基础上,提出一种基于MMSE准则的限幅失真重构迭代算法(Clipping Distortion Reconstruction Iteration, CDRI)。并利用LDPC信道编码技术、LLR-BP译码算法和MMSE迭代接收技术,实现对系统PAPR的有效抑制,同时有效减小系统的限幅噪声和非线性失真。 最后,本文还研究了STFC-OFDM系统的载波干涉功率控制优化算法,通过理论分析和仿真证明,该算法在不同的分群方式下,具有不同的PAPR抑制能力,同时还会改善系统BER性能。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN919.3

【参考文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 雷霞;多载波通信系统中峰值平均功率比抑制技术研究[D];电子科技大学;2005年
2 江涛;OFDM无线通信系统中峰均功率比的研究[D];华中科技大学;2004年
3 张琛;多载波通信系统中的峰值平均功率比抑制技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高建波;赵尔沅;乐光新;;小波提升变换OFDM系统抗脉冲性能分析[J];半导体技术;2006年08期
2 陈吉余;王鹏;;基于衰落信道传输的OFDM信号的信道估计[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2006年02期
3 黄华生,蒋泽;基于均匀圆阵的信号源DOA估计方法[J];江西师范大学学报(自然科学版);2002年02期
4 艾渤,郝东来,葛建华;基于IEEE 802.11(a)标准的信道估计与均衡技术[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2003年01期
5 傅洪亮,酆广增;一种基于天线阵列的判决反馈最小二乘盲多用户检测算法[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2005年02期
6 周俊,李赞,金力军;基于OFDM的流星余迹通信系统[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2005年02期
7 韩旭东,张春业,曹建海;MIMO OFDM无线局域网性能分析及其关键技术[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2005年02期
8 武萌;尹训锋;曾凡鑫;;一种准正交空时分组码的快速译码方法[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2006年05期
9 邹洁;田增山;张河勇;;基于多手持中继的CDMA终端联合定位跟踪系统[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2006年06期
10 王琳琳,陈建,孙晓颖,王树勋;DMMSE准则在DS-CDMA系统中的应用[J];吉林大学学报(信息科学版);2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘艳萍;胡斌杰;;改进MUSIC算法在二维天线阵列中的DOA估计[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
2 安建平;罗常青;;一种宽带OFDM快跳频电台中频及基带处理单元的实现方案[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
3 董杰;孙怡;;一种高频谱效率的OFDM载波频偏盲估计方法[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
4 罗坤;史萍;;一种改进的S随机交织器及其在分布式视频编码中的应用[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
5 周志平;王华奎;马琴;;空时编码在MIMO-OFDM系统中的应用[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
6 朱丽莉;程华;王华奎;;基于PTS法降低OFDM系统峰均功率比的研究[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
7 李世博;贾国强;;第四代移动通信系统的关键技术及网络结构[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
8 李燕;王峰;;基于MIMO_OFDM的B3G/4G系统模型[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
9 张应慧;许家富;王华奎;;自适应波束形成技术中恒模算法的研究进展[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
10 王薇;李晓辉;;CDMA系统中基于SVM的多用户检测算法[A];第十九届电工理论学术年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡荣;宽带CDMA移动通信高性能接收及功率控制技术研究[D];浙江大学;2002年
2 郭艳;恒模算法及其在盲波束形成中的应用[D];西安电子科技大学;2001年
3 潘进;多子波分析及其在CDMA中的应用[D];西安电子科技大学;2001年
4 王磊;免疫进化计算理论及应用[D];西安电子科技大学;2001年
5 周正伟;蓝牙基带IP实现技术研究[D];电子科技大学;2002年
6 张红雨;宽带移动通信关键技术Turbo码和多用户检测研究[D];电子科技大学;2002年
7 华云;利用CDMA系统下行链路实现移动终端定位的研究[D];电子科技大学;2002年
8 刘军;低频时码授时系统中的若干理论与工程设计实验研究[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2002年
9 陈强;无线CDMA通信系统的空时多用户检测[D];国防科学技术大学;2001年
10 黄春琳;基于循环平稳特性的低截获概率信号的截获技术研究[D];国防科学技术大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 屈炳云;移动通信中的多用户检测算法[D];西安电子科技大学;2001年
2 李勇朝;无线通信下行传输的空时编码技术[D];西安电子科技大学;2001年
3 王洪洋;移动终端智能天线接收技术[D];西安电子科技大学;2002年
4 郝兵兵;智能天线实验系统的研究[D];西安电子科技大学;2002年
5 高康强;智能天线波束形成技术研究[D];西安电子科技大学;2002年
6 赵力;散射通信中COFDM-FM信号的分集合并技术研究[D];西安电子科技大学;2002年
7 王伶;DS-CDMA通信系统中多用户检测技术的研究[D];西安电子科技大学;2002年
8 艾渤;符号定时同步、信道估计与均衡(OFDM接收机)[D];西安电子科技大学;2002年
9 马海波;DS/CDMA通信系统中的智能多用户检测算法研究[D];西安电子科技大学;2002年
10 屈涛;用DSP实现高可靠性的数据传输[D];西安电子科技大学;2002年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 郑青;杨凯;罗永强;;应用PTS降低MIMO-OFDM信号峰均比技术研究[J];电光与控制;2006年02期
2 杨维,李歧强;粒子群优化算法综述[J];中国工程科学;2004年05期
3 刘建华;樊晓平;瞿志华;;一种惯性权重动态调整的新型粒子群算法[J];计算机工程与应用;2007年07期
4 陈卓,余重秀,徐大雄,王静波;IEEE802.16宽带WMAN技术及其新进展[J];数据通信;2004年06期
5 王亚莉,傅延增,张海林,王育民;非线性放大器对OFDM信号的影响[J];西安电子科技大学学报;2002年04期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 江涛;OFDM无线通信系统中峰均功率比的研究[D];华中科技大学;2004年
2 雷霞;多载波通信系统中峰值平均功率比抑制技术研究[D];电子科技大学;2005年
3 杨刚;OFDM通信系统中PAPR抑制技术的研究[D];西安电子科技大学;2006年
4 张琛;多载波通信系统中的峰值平均功率比抑制技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
5 李长青;UWB-OFDM系统中若干关键技术的研究[D];北京邮电大学;2007年
6 罗仁泽;OFDM无线移动通信系统关键技术研究[D];电子科技大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 杨静;OFDM系统非线性补偿算法研究[D];郑州大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 杨知行,韩猛,潘长勇,胡宇鹏,门爱东;一种应用于数字电视地面广播的OFDM多载波调制方法[J];电视技术;2003年06期
2 房海东,杨知行,潘长勇;降低TDS-OFDM信号峰均功率比的方法[J];电视技术;2005年01期
3 张朝阳;遥感卫星OFDM高速数据传输系统[J];空间电子技术;2003年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 毛文杰;基于预失真技术的射频功率放大器线性化研究[D];浙江大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张鸷;王洪玉;;混沌序列在降低OFDM系统的峰均比中的应用[J];移动通信;2009年16期
2 丁敏华,刘元安;采用基于互补序列分组编码的OFDM系统性能分析与仿真[J];电路与系统学报;2003年01期
3 艾艳锦;吴长奇;翟艳东;贾景谱;宋欣;;一种基于压扩变换降低OFDM系统峰均比的方法[J];现代电子技术;2007年13期
4 曲振峰;陈朝辉;;浅谈如何降低OFDM系统中的PAPR[J];科技信息(学术研究);2008年27期
5 高建中;孟立凡;史万莉;;OFDM系统采用自适应技术结合限幅降低PAPR的研究[J];空间电子技术;2010年02期
6 郭岭,郭振民;降低OFDM峰均功率比技术综述[J];现代电子技术;2002年11期
7 佟梅娟,鄷广增;一种基于IEEE802.16a的降低PTS-OFDM复杂度的方法[J];西安邮电学院学报;2004年03期
8 吕航;;OFDM系统中削峰噪声与PAPR的统计相关性研究[J];舰船电子工程;2008年12期
9 洪善艳;张朝阳;;用于降低OFDM系统峰均功率比的PTS-Clipping联合算法[J];电路与系统学报;2009年04期
10 文武;鲁锦锋;;降低OFDM系统中PAPR的次优化PTS算法综述[J];西安邮电学院学报;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王立武;陈正荣;潘耀华;黄忠卫;;基于16QAM映射图案降低OFDM信号PAPR的研究[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2010年
2 周静如;许小东;戴旭初;;一种降低OFDM系统PAPR的改进方法[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
3 张志华;吴玉成;李恋;;降低OFDM峰平比方案的仿真研究[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年
4 龚璐;陈伟;;降低OFDM峰均功率比方法及其研究进展[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年
5 李梅;黄超;王静;;无线OFDM通信系统降低峰平比技术的研究[A];中国航海学会通信导航专业委员会2004学术年会论文集[C];2004年
6 龚璐;陈伟;;降低OFDM峰均功率比方法及其研究进展[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年
7 史夏洁;刘俊豪;束锋;王建新;梁彦;;IQ不平衡OFDM接收机基于频域LS补偿技术的改进算法[A];2011全国无线及移动通信学术大会论文集[C];2011年
8 伍永西;许小东;戴旭初;;一种改进的OFDM系统旁瓣抑制算法[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
9 阮慧萍;;瑞利衰落上OSFBC-OFDM的容量计算[A];浙江省电子学会2009学术年会论文集[C];2009年
10 谢玉堂;芦东昕;;基于特定导频的OFDM载频及符号同步研究[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李梅;CDMA与OFDM之技术比较[N];人民邮电;2003年
2 东南大学移动通信国家重点实验室 宋铁成;OFDM在下一代移动通信中的应用[N];通信产业报;2003年
3 ;瑞澜积极组织W-OFDM阵营[N];人民邮电;2002年
4 赵艳秋 刘恒 汪光森 王乘(本报记者 赵艳秋);OFDM电力载波芯片陆续面市 应用效果决定前景[N];中国电子报;2009年
5 记者 沈勤誉/美国奥兰多;飞思卡尔孤军奋战OFDM联盟[N];电子资讯时报;2005年
6 ;首款MB-OFDM UWB接收器[N];计算机世界;2004年
7 同阐;OFDM:在3.5GHz应用中崛起[N];通信产业报;2003年
8 赵;OFDM调制方式加速PLC应用进程[N];中国电子报;2009年
9 ;W—OFDM在无线接入的应用[N];中国电子报;2001年
10 许炜;OFDM CDMA的新对手[N];中国计算机报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘明珠;OFDM系统峰值功率控制及优化算法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 罗文亮;基于低压配电网的OFDM调制技术及其应用研究[D];西安理工大学;2010年
3 韩庆文;应急通信无线局域网OFDM关键技术研究[D];重庆大学;2010年
4 吴新春;OFDM系统中降低峰均比技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 贾敏;OFDM通信系统的信道估计及多址技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 许炜阳;OFDM宽带无线基带接收机中的同步算法研究[D];复旦大学;2010年
7 孙山林;全相位OFDM系统关键技术研究[D];天津大学;2009年
8 才华;MIMO-OFDM系统信道估计理论的研究[D];吉林大学;2010年
9 景源;MIMO-OFDM无线通信系统中信道估计和频率同步的研究[D];大连理工大学;2010年
10 何修富;OFDM信道盲估计方法研究[D];西安电子科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 易军;OFDM系统PAPR抑制技术研究[D];华南理工大学;2010年
2 于洪学;DFT-S-OFDM系统降低峰平比技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王二小;MIMO-OFDM系统中降低PAPR技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 罗杨;OFDM系统抑制PAPR算法研究[D];重庆大学;2010年
5 丁荣华;降低OFDM系统PAPR的搜索算法研究[D];兰州大学;2010年
6 路体超;基于编码降低OFDM系统PAPR的译码研究[D];南京林业大学;2010年
7 朱超群;MIMO-OFDM系统降低PAPR的研究[D];华中师范大学;2011年
8 许靖;OFDM及其在低压电力线通信中的应用分析与仿真研究[D];电子科技大学;2004年
9 张子敬;OFDM无线通信系统中降低PAPR技术的研究[D];沈阳理工大学;2010年
10 谷友方;OFDM系统峰均比改善措施研究[D];重庆大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026