【正文】
號(hào)的變換情況。唯一不同的是4點(diǎn)的IFFT計(jì)算結(jié)果的模值為點(diǎn)IFFT計(jì)算結(jié)果模值的四分之一。此外,以為采樣間隔得到的時(shí)域采樣信號(hào)的傅立葉變換是由時(shí)域連續(xù)信號(hào)的傅立葉變換周期重復(fù)構(gòu)成的,其重復(fù)周期為。如果對(duì)時(shí)域信號(hào)實(shí)施倍過(guò)采樣,即采樣間隔變?yōu)?,則其對(duì)應(yīng)的傅立葉變換的重復(fù)周期會(huì)變?yōu)?,而時(shí)域連續(xù)信號(hào)的頻譜寬度又保持不變,因此從頻域來(lái)看,也相當(dāng)于在連續(xù)信號(hào)帶寬之外補(bǔ)零,而在IFFT運(yùn)算中,相當(dāng)于在頻域數(shù)據(jù)中間插入零。根據(jù)以上的參數(shù)選擇原則,并且希望仿真結(jié)果具有普遍性,仿真系統(tǒng)中的參數(shù)設(shè)置如下: 載波數(shù):128。由于只有在載波數(shù)大于64的時(shí)候,OFDM信號(hào)PAPR的概率分別才能使用前面的數(shù)學(xué)公式來(lái)表示。IFFT:1024。IFFT數(shù)大于載波數(shù)才能進(jìn)行過(guò)采樣,所有IFFT數(shù)值符合前面參數(shù)選擇的原則。保護(hù)時(shí)間:取符號(hào)長(zhǎng)度的,采用循環(huán)前綴的方式。調(diào)制方式:BPSK,QPSK,16PSK,256PSK。并驗(yàn)證不同調(diào)制方式情況下,新算法是否有效?!NR:0,4,8,12。并且驗(yàn)證在不同的SNR情況下,新算法是否有效?!《鄰絺€(gè)數(shù):2個(gè)。由于系統(tǒng)抗多徑干擾的性能不是本文主要研究的內(nèi)容,為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)只取2徑進(jìn)行研究。同時(shí)還驗(yàn)證在延時(shí)不同的情況下,改進(jìn)后的OFDM系統(tǒng)情況。 信道中的衰落?!°Q位電平的歸一化值:?!「鶕?jù)前面的參數(shù)設(shè)定,對(duì)系統(tǒng)運(yùn)算量大小以及改進(jìn)效果的綜合考慮結(jié)果 BPSK調(diào)制的OFDM原始信號(hào)的峰值設(shè)為1,由于進(jìn)行了IFFT變化,變換后全部OFDM信號(hào)的幅值會(huì)降低。 OFDM仿真程序流程由OFDM系統(tǒng)性能仿真原理圖,利用Matlab工具的M文件進(jìn)行模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),、輸入數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、調(diào)制、信道處理、解調(diào)、輸出數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的誤碼率計(jì)算等軟件模塊。 OFDM仿真程序流程圖 OFDM基本性能的仿真結(jié)果及分析 實(shí)際得到的限幅OFDM系統(tǒng)的PAPR分布=。我們發(fā)現(xiàn)不管在未剪切信號(hào)還是在剪切信號(hào)中,大多數(shù)信號(hào)的幅度都集中在小幅度區(qū),即大幅度出現(xiàn)的概率非常低,所以剪切不會(huì)使信號(hào)的能量損失太大。例如我們看見(jiàn)90%,99%的未剪切信號(hào)的幅度小于11。相反的只有1%未剪切信號(hào)的幅度高于8。對(duì)于剪切的信號(hào)而言,由于剪切限制了信號(hào)的PAPR最大值,所以圖中剪切后的信號(hào)的CCDF曲線會(huì)在剪切門(mén)限處截止,并且隨著剪切率的減小,PAPR的改善能力會(huì)越大。與未剪切信號(hào)相比,剪切后信號(hào)的PAPR下降地十分明顯。 未限幅和限幅后信號(hào)的CCDF仿真結(jié)果 實(shí)際得到的SLMOFDM系統(tǒng)的PAPR分布=1,4用MATLAB得到的SLMOFDM實(shí)際仿真結(jié)果,仿真采用以下參數(shù):QPSK調(diào)制方式,N=128,隨機(jī)相位序列的取值,這樣可以最大程度的降低算法的計(jì)算復(fù)雜度,SLM可以顯著的改善OFDM 系統(tǒng)PAPR的分布,大大減小峰值信號(hào)出現(xiàn)的概率,而且隨著M的增大,概率分布進(jìn)一步優(yōu)化。但是其代價(jià)也是非常的明顯,即需要計(jì)算額外組IFFT運(yùn)算。 SLM法的CCDF仿真曲線圖 實(shí)際得到的PTSOFDM系統(tǒng)的PAPR仿真分布 PTS方法的CCDF曲線對(duì)PTS算法用MATLAB進(jìn)行仿真,其互補(bǔ)累積概率分布函數(shù)(CCDF) 所示。仿真參數(shù):1024個(gè)隨機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)(0、1),相鄰分組算法,每個(gè)分組包含相同的子載波數(shù),每個(gè)分組采用QPSK調(diào)制,分別取為8,PTS的加權(quán)系數(shù)。從仿真的CCDF曲線結(jié)果可以看出,采用PTS法可以明顯地改善PAPR。,V=1指的是沒(méi)有采用PTS算法的原始OFDM系統(tǒng)的仿真曲線,隨著分塊數(shù)V的增大,高PAPR出現(xiàn)的概率明顯降低,PAPR的CCDF曲線明顯優(yōu)化。從仿真圖上還可以看出當(dāng)分塊數(shù)V進(jìn)一步增加時(shí),其CCDF曲線優(yōu)化趨勢(shì)卻明顯趨于緩慢,所以選擇分組V=4最為合適,繼續(xù)增大分組個(gè)數(shù)會(huì)使算法的計(jì)算復(fù)雜度成指數(shù)增加,得不償失。在后面的算法比較時(shí),本文都采用4個(gè)分組。所以,PTS與SLM算法比較:PTS算法和SLM算法是非畸變類(lèi)算法的兩個(gè)代表算法,所以這兩個(gè)算法的基本思想是一樣的,而且假定,PTS算法可以看作SLM 算法的特例情況。但從具體算法來(lái)看,兩種算法存在很多差異,下面將從冗余信息和仿真結(jié)果兩方面對(duì)兩種算法進(jìn)行比較。冗余信息比較:對(duì)于SLM和PTS兩種非畸變降低PAPR的方法來(lái)說(shuō),都需要在接收機(jī)一端精確地了解發(fā)射機(jī)所采用地輔助信息,因此PTS方法中的以及SLM中的 都需要準(zhǔn)確無(wú)誤地發(fā)送給接收機(jī),并且由于存在這種重要性,需要采用某些特殊的編碼措施來(lái)保護(hù)這種輔助信息,但是在此忽略這種編碼所造成的冗余性,只考慮輔助信息的冗余性。根據(jù)上述,可以利用來(lái)表示這種輔助信息所需要的冗余比特?cái)?shù)量。在PTSOFDM系統(tǒng)中,如果存在種相位供輔助信息選擇,則分為個(gè)子序列的系統(tǒng)中,總共可以存在種輔助信息序列,因此冗余比特?cái)?shù)量為: ()在SLMOFDM系統(tǒng)內(nèi),所需要的冗余比特的數(shù)量是。兩種方法中,存在U種信息表現(xiàn)形式;在PTS方法中,存在種信息表現(xiàn)形式,而通常這一數(shù)值會(huì)相對(duì)較高。(2)PAPR仿真結(jié)果比較PTSOFDM系統(tǒng)和SLMOFDM系統(tǒng)的仿真結(jié)果,其中包括的子載波數(shù)量為N=128,采用 QPSK 調(diào)制。PTS方法中采用相鄰分割方法,每個(gè)分組包括相同子載波數(shù),輔助信息、。應(yīng)該可以注意到,當(dāng)時(shí),兩種方法內(nèi)需要計(jì)算的IDFT的數(shù)量是相同的,但是PTS方法可以提供更多的信號(hào)表現(xiàn)形式。在和取相同值條件下,PTS算法的PAPR分布CCDF曲線明顯優(yōu)于SLM算法,而且隨著V和U取值的增大,這種差異也在增大。綜合前面的分析可以看出,在限幅法、SLM算法和PTS算法中,PTS算法雖犧牲傳輸效率并增加復(fù)雜性和計(jì)算量,但在解決OFDM系統(tǒng)高PAPR問(wèn)題上效果最好。結(jié) 論由于人們對(duì)通信要求越來(lái)越高,因此需要更好的通信技術(shù)來(lái)滿足人們的需求,正交頻分復(fù)用(OFDM)就是一種非常有效的技術(shù)。本文分析了OFDM技術(shù)的基本原理及基于IFFT/FFT的OFDM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法,研究了OFDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。針對(duì)OFDM系統(tǒng)中存在高峰值平均功率比的特點(diǎn),分析了OFDM系統(tǒng)產(chǎn)生高峰值平均功率比的原因,討論了目前國(guó)內(nèi)外降低峰均功率比的三大類(lèi)方法:預(yù)畸變類(lèi)方法、編碼類(lèi)方法和信號(hào)擾碼類(lèi)方法,并重點(diǎn)研究了預(yù)畸變類(lèi)方法中的限幅法以及信號(hào)擾碼類(lèi)方法中的選擇性映射法(SLM)和部分傳輸序列法(PTS)這三種算法。通過(guò)MATLAB軟件仿真,對(duì)限幅法、SLM算法和PTS算法進(jìn)行了比較分析,并對(duì)SLM算法和PTS算法就系統(tǒng)冗余度和PAPR分布兩方面進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明,三種算法中限幅法的效果最差,雖能明顯降低PAPR,但信號(hào)傳輸準(zhǔn)確度最低。SLM算法和PTS算法的性能明顯優(yōu)于限幅法,而PTS算法和SLM算法的基本思想相同,在冗余度比較上PTS略高于SLM算法,在PAPR分布CCDF曲線中PTS算法明顯優(yōu)于SLM算法,因此PTS算法的綜合性能優(yōu)于SLM算法,是三種算法中效果最好的。致 謝大學(xué)四年轉(zhuǎn)眼間即將結(jié)束,畢業(yè)設(shè)計(jì)也到收尾階段。在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間我又進(jìn)一步學(xué)習(xí)了關(guān)于編程和OFDM系統(tǒng)方面的知識(shí),在這里我由衷的感謝我在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間幫助我的老師和同學(xué)。首先要衷心的感謝我的指導(dǎo)老師老師!在這期間馬老師督促我做好畢業(yè)設(shè)計(jì)的每一環(huán),耐心細(xì)致為我解答難題,她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實(shí)創(chuàng)新的科學(xué)精神和真誠(chéng)的待人態(tài)度深深教育了我,這將成為我一生難得的財(cái)富。同時(shí)我還得到了信息學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和老師的很多支持和學(xué)習(xí)上的指導(dǎo),在此向他們表示衷心的感謝和最誠(chéng)摯的敬意!我也要感謝寢室的和同組的同學(xué)們,他們也在不停的幫助我。我也要感謝即將為我評(píng)閱論文的老師們,最后時(shí)刻給予我畢業(yè)設(shè)計(jì)的指正。再次向老師表示感謝,感謝老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷!大學(xué)時(shí)光就這么將過(guò)去了,走出校園后我更應(yīng)該努力奮斗,以報(bào)答老師們對(duì)我的培養(yǎng),最后,再次向所有對(duì)我?guī)椭^(guò)的人們致以最衷心的感謝!參考文獻(xiàn)[1] 李丹萍.面向OFDM系統(tǒng)的信道參數(shù)估計(jì)與峰均比抑制技術(shù)[D].西安電子科技大學(xué)博士論文,2012[2] 付深忠.OFDM系統(tǒng)中峰平比降低技術(shù)的研究[D].南京航空航天大學(xué)碩士論文,2005[3] 佟學(xué)儉,羅濤編著.OFDM移動(dòng)通信技術(shù)原理與應(yīng)用[M].北京:人民郵電出版社,2003[4] 陳琳.OFDM系統(tǒng)中降低PAPR技術(shù)的研究[D].揚(yáng)州大學(xué)碩士論文,2004[5] 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The algorithm achieves PAPR reduction by applying the plex conjugates of the data symbol obtained from the frequency domain to cancel the phase of the data symbol. A likelihood estimator is used to obtain the subcarrier phase error due to the residual carrier frequency offset (RCFO) using the same plex conjugates as a pilot signal. Furthermore, a joint time and frequency domain multicarrier phase locked loop (MPLL)is developed to pensate additional frequency offset. Simulation results show that this algorithm is capable of reducing PAPR without impacting the frequency tracking performance.Keywords: orthogonal frequency division multiplexing (OFDM)。peaktoaverage power ration (PAPR)。 carrier frequency offset。 plex conjugate。 multicarrier phase locked loop (MPLL)1 IntroductionOrthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is a highefficiency data transmission technology, which is considered as the core of the next generation mobile munication for its many advantages such as high band efficiency and strong ability to resist frequency selective fading. It has been applied in many fields, such as European standard DAB, DVB, ADSL, ,HIPERLAN II[1].However, it also has some disadvantages such as sensitivity to carrier frequency offset (CFO) and high peak to average power