OFDM系统峰均比降低算法的研究+Matlab仿真(6)

时间:2016-11-28 22:19来源:毕业论文

2.2.5 自适应技术 自适应调制技术在OFDM系统中也占有非常重要的地位，其调制思想是：根据不同的信道情况和信道的衰落程度来决定OFDM系统中每个子载波上

2.2.5 自适应技术

自适应调制技术在OFDM系统中也占有非常重要的地位，其调制思想是：根据不同的信道情况和信道的衰落程度来决定OFDM系统中每个子载波上承载的信息量的大小，通过合理的调制来减少或者增多某些子载波上的信息比特数。这一技术提高了OFDM系统的灵活性，能有效增强系统的性能。例如，一条移动信道被多个用户共同利用时，也许每个用户所适合的信道资源不尽相同，那么就可以利用自适应调制技术，将信道资源合理分配给每个用户，使OFDM系统传输数据信息的速率达到最高。

3. OFDM系统的峰值平均功率比

3.1 峰值平均功率比的定义

OFDM信号经过时域同步、频域同步等数字调制映射后，子载波信号的相位和幅度相同，它们相互叠加会使OFDM信号包络的变化范围大大增加。计算包络最大处的功率，这个功率就是信号的最大峰值功率，OFDM信号的平均功率也可以算出来，那么计算出的这段时间内OFDM信号的最大峰值功率和信号平均功率的比值就是峰值平均功率比，简称PAPR(Peak-to-average Power Ratio)[5]。高PAPR出现时，要增大发送端功率放大器的线性范围才可以不失真地传输信号，这样降低了功率放大器的效率，也提高了成本，高PAPR成为OFDM技术中的致命弱点。

峰值平均功率比也就是峰值功率和平均功率的比值，在OFDM系统中定义为：

(3)

这里面的 指OFDM系统里传输信号的峰值功率， 表示信号的平均功率。

峰均比基于数字信号又可以定义为：  (4)

其中 为逆傅里叶变换得到的OFDM信号， 是数学期望。

3.2 峰均比的统计特性

本尔引入峰均比的互补累计分布函数(CCDF)来表示OFDM系统里峰均比的统计特性。互补累计分布函数的含义是多载波系统里面峰均比大于门限值 的概率：

(5)

累计分布函数为峰均比不超过门限值 的概率。可以近似认为OFDM信号的幅度符合瑞利分布，因此可以得到累计分布函数的公式：

(6)

假如 个采样值没有进行过采样操作，那么峰均比不超过门限值的概率分布函数：

(7)

对OFDM信号实施过采样可以使还原出来的OFDM符号更加接近原始的OFDM符号。可以假设对 个子载波采取采样操作来近似表示对 个子载波进行过采样操作， 为整数并且 ，这样峰均比不超过门限值 的概率分布函数为：

(8)

那么过采样后峰均比超过门限值z的概率分布函数，也即OFDM的CCDF为：

(9)

3.3 抑制峰均比常用的方法

要解决OFDM信号的高峰均比问题，一般只能通过提高发送端功率放大器的线性范围或者直接抑制信号的峰均比这两种方法。然而要使功率放大器的线性范围满足高峰均比信号的传输，就会加大投资成本，而且降低了功率放大器的效率，所以一般不提倡这种方法。因此要防止高峰均比带来的种种问题，必须通过直接降低OFDM信号的峰值平均功率比的方法。经过众多通信学者的不懈努力，已经研究出许多可行的方法。虽然有些方法还存在一定的缺陷，但是都可以有效地抑制OFDM系统的PAPR。总结起来主要有信号预畸变技术、编码类技术以及概率类技术这三大类，每个大类别里面又包含多个抑制PAPR的技术，总体分类如图4所示。 OFDM系统峰均比降低算法的研究+Matlab仿真(6):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_505.html

------分隔线----------------------------