PAPR抑制技术研究要点.doc

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西安邮电学院
通信与信息工程学院
————科研训练报告
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2014 年04 月11 日
PAPF抑制技术研究
摘要
正交频分复用(OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
由于具有抗频率选择性衰落和频谱效率高等优点，成为未来移动通信的主流 技术之一。然而，OFDM^统固有的高峰值平均功率比(PAPR,Peak to . Average Power Ratio)可能会超过功率放大器(HPA,High Power Amplifier) 的线性动
态范围，从而引入非线性失真而使OFD系统的性能严重下降。为了避免高PAPR 带来的非线性失真，在OFDM系统中，需要采用相应的PAPF抑制技术使信号 幅度变化在功率放大器的允许范围之内•
此次实****主要研究学****理想同步情况下，对随机序列串并转换做 OFDM调 制，加入保护时隙(CP)、加循环前缀前后以及在加入限制幅度后对 OFDMS统 误码率和峰均比(PAPR等性能的影响。在OFD啄统模型的基础上,用MATLAB 实现仿真,用MATLABS言代码实现传输系统中计算机仿真并给出参考设计程 序。
关键词：OFDM, PAPR CP
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、引言
作为多载波传输的一个优化方案，OFDM是一项很有希望应用于无线环 境中高速数据传输的技术，它的一些优势使其成为一个颇具吸引力的调制方 案。然而，OFDM的一个主要缺陷是具有高的峰值平均功率比（PAPR），大的 峰值会使功率放大器饱和，在子载波间产生交调干扰和导致能量的带外弥散。
高的PAPR值已成为OFDM技术实用化的一个主要障碍，降低 PAPR值已是一 个非常迫切的需求。
二、原理内容及研究现状
OFDI系统的基本原理是将高速的数据流通过串并变换，变为相对低速的 数据流后分配到若干相互正交的子信道上并行传输。由于 OFD系统各子信道 的频谱是相互重叠，因此提高了频谱效率：同时，并行传输使得单个子信道 中的符号在时域上周期上得到增加，因此可以减轻由于无线信道的多径衰落 所引起的时延扩展。
图1・2 OFDK1系统的解调原理
并串转换
串并转换
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图OFDM系统的调制原理
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OFDM调制
图1」OFDM系统结构图
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OFD系统的优缺点：
目前OFD系统已经得到人们越来越多的关注，其原因在于 OFD技术与传 统的相关技术相比主要有以下优势：
(1) OFDMS统各个子载波间存在正交性，允许子信道的频谱相互重叠，因 此OFD系统可以最大限度地利用频谱资源，具有很高的频谱效率 .
(2) OFDM技术每赫兹的带宽比常规的频分复用系统高，并且可以和 MIMO
技术相结合，这样无线系统的容量也就更大；
(3) OFDM技术不需要使用多个发送和接收滤波器组，可以使用基带 IFFT/ FFT处理来快速实现，因此OFD系统的载波数可以做到很大，而传统的多载波
系统由于过高的复杂度而无法实现很大的载波数；
(4) OFDM系统容易与其他多种接入方法结合使用构成 OFDM系统，其中包 括多载波码分多址MC CDMA跳频OFDI以及OFDM TDM等等；
(5) OFDMS统中各子载波的调制方式可以灵活控制。OFD系统中，对一个 用户不适用的子信道对其他用户来说可能是性能较好的子信道，因此可以通 过动态调制方式充分利用衰落小的子信道，避免深衰落子信道对系统性的影
响。
但是，OFDI系统也存在以下两个主要缺点：
(1) 频率偏移(CFQ Carder Frequency Offset) 哺3影响大：由于 OFD系 统子信道的频谱相互覆盖，因此正交性变得十分重要。然而无线信道中的多 普勒频移或发射机载波频率与接收机振荡器之间的频率偏差都会破环正交 性，从而使OFD系统中存在ICI，降低系统性能；
(2) 峰值平均功率比…1(PAPR PeaktoAverage Power Ratio，简称峰平 比)较高：由于OFD系统的输出是多个子信道信号的叠加，当多个信号的相位 一致时，叠加的信号的瞬时功率就会远远大于信号的平均功率，导致较大的 PAPR PAPES高使得发射机内放大器的的动态范围不能满足信号的变化，给 信号带来畸变而导致各个子信道信号之间的正交性遭到破坏，使系统性能恶