【正文】 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 rati。 carrier frequency offset。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] 韓潔．減小OFDM系統(tǒng)峰均功率比的研究[D]．武漢理工大學(xué)碩士論文，2005[6] 于智斌．基于OFDM系統(tǒng)的PAR控制技術(shù)研究[D]．西安科技大學(xué)碩士論文，2005[7] 羅朗．OFDM系統(tǒng)中降低峰值平均功率比算法研究[D]．電子科技大學(xué)碩士論文，2004[8] 鄭海良．OFDM通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[D]．西北工業(yè)大學(xué)碩士論文，2003[9] 郭嶺，郭振民．降低OFDM峰均功率比技術(shù)綜述[J]．現(xiàn)代電子技術(shù)．2009, (11)：37 [10] 雷俊，吳樂(lè)南．降低OFDM峰值平均功率比的方法[J]．電聲技術(shù)．2003, (8)：812[11] AlokAggarwal，Teresa H. 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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)。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。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)。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。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方法：預(yù)畸變類方法、編碼類方法和信號(hào)擾碼類方法，并重點(diǎn)研究了預(yù)畸變類方法中的限幅法以及信號(hào)擾碼類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。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)。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。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、。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。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。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。在后面的算法比較時(shí)，本文都采用4個(gè)分組。，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。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)。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。與未剪切信號(hào)相比，剪切后信號(hào)的PAPR下降地十分明顯。相反的只有1％未剪切信號(hào)的幅度高于8。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。 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?！°Q位電平的歸一化值：。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。　多徑個(gè)數(shù)：2個(gè)?！NR：0，4，8，12。調(diào)制方式：BPSK，QPSK，16PSK，256PSK。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。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。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)椋鴷r(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。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。如果希望通過(guò)4倍過(guò)采樣得到更加精確的反映連續(xù)信號(hào)變化的時(shí)域離散采樣點(diǎn)，可以在IFFT輸入的頻域數(shù)據(jù)符號(hào)中間補(bǔ)充3個(gè)零，即構(gòu)成：然后再實(shí)施4點(diǎn)的IFFT，則可以按4倍過(guò)采樣得到4個(gè)時(shí)域離散采樣點(diǎn)，即 ()其中=0,1,4－1。下面以為例來(lái)說(shuō)明這種過(guò)采樣的實(shí)施過(guò)程。針對(duì)這種偽信號(hào)現(xiàn)象，一般都需要對(duì)OFDM符號(hào)進(jìn)行過(guò)采樣，即在原有的采樣點(diǎn)之間再添加一些采樣點(diǎn)，構(gòu)成（為整數(shù)）個(gè)采樣值?！≡趯?shí)際應(yīng)用中，對(duì)一個(gè)OFDM符號(hào)進(jìn)行次采樣，或者點(diǎn)IFFT運(yùn)算所得到的個(gè)輸出樣值往往不能真正地反映連續(xù)OFDM符號(hào)的變化特性，其原因在于：由于沒(méi)有使用過(guò)采樣，當(dāng)這些樣值點(diǎn)被送到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D時(shí)，有可能生成偽信號(hào)（aliasing），這是系統(tǒng)不能允許的。因此為了滿足帶寬的要求，子載波數(shù)量不能大于60，因此第一種采用16QAM和48個(gè)子載波的方法可以滿足上述的設(shè)計(jì)要求。另一種選擇是利用QPSK調(diào)制和編碼效率為的設(shè)計(jì)方案，這樣每個(gè)子載波可以攜帶的有用信息，因此需要64個(gè)子載波來(lái)傳輸。為了計(jì)算需要的子載波數(shù)，觀察設(shè)計(jì)要求的比特速率與OFDM符號(hào)速率的比值，即每個(gè)OFDM符號(hào)需要傳送。選擇OFDM符號(hào)周期長(zhǎng)度為保護(hù)間隔的6倍，即，其中由保護(hù)間隔所造成的信噪比損耗小于。下面通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明如何確定OFDM系統(tǒng)的參數(shù)?！≡诖_定了符號(hào)周期和保護(hù)間隔之后，子載波的數(shù)量可以直接利用帶寬除以子載波間隔（即去掉保護(hù)間隔之后的符號(hào)周期的倒數(shù)）得到，或者可以利用所要求的比特速率除以每個(gè)子信道中的比特速率來(lái)確定。然而符號(hào)周期長(zhǎng)度又不可能任意大，否則就意味著OFDM系統(tǒng)中要包括更多的子載波，從而會(huì)導(dǎo)致子載波間隔減小、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度增加，同時(shí)還會(huì)加大系統(tǒng)的峰值平均功率比，使系統(tǒng)對(duì)頻率的偏差更加敏感。　一旦確定了保護(hù)間隔，符號(hào)周期就等于確定了。OFDM系統(tǒng)時(shí)延擴(kuò)展直接決定了保護(hù)間隔的長(zhǎng)短。5 MATLAB系統(tǒng)仿真 OFDM系統(tǒng)仿真參數(shù)的設(shè)計(jì)為滿足各種需要，OFDM參數(shù)的選擇必須折衷考慮。補(bǔ)償功率值定義為： ()對(duì)上述定義取對(duì)數(shù)可以表示輸入信號(hào)平均值距飽和功率值。參數(shù)p會(huì)影響線性部分和飽和部分之間的過(guò)渡階段的尖銳程度。以AM基帶功率放大器為例，即基帶信號(hào)的幅值會(huì)受到畸變，而相位保持不變。但是在子載波的值的任何條件下，PTSOFDM系統(tǒng)的PAPR性能都要優(yōu)于OFDM系統(tǒng)。（3）不同子載波數(shù)量N不同子載波個(gè)數(shù)的OFDM系統(tǒng)的PAPR性能也是不同的，隨著子載波數(shù)量的增加，其性能也有所下降。（2）加權(quán)系數(shù)的不同取值范圍W在分割子序列數(shù)量M=2和3的隨機(jī)分割的PSTOFDM系統(tǒng)中，不同的W取值條件下的PAPR性能比較的結(jié)果為：在相同分割數(shù)量條件下，W取值越大PAPR性能越好；在W取值相同條件下，分割數(shù)量越多PAPR性能越好。顯然V越大，PAPR的性能改善的越好。從圖中可以看到，當(dāng)V=1，即常規(guī)OFDM系統(tǒng)中，理論計(jì)算得到的PAPR性能曲線非常近似于仿真得到的結(jié)果。（1）不同的分割數(shù)量，即不同分割子序列數(shù)量V條件下的PAPR性能，其中子載波的數(shù)目,輔助信息的選擇范圍W=4，即可以從4中相位信息內(nèi)選擇相位旋轉(zhuǎn)。 影響OFDM系統(tǒng)的PAPR性能參數(shù)影響PTSOFDM系統(tǒng)中PAPR分布的參數(shù)包括：（1）子序列的個(gè)數(shù)（即V）， 這會(huì)影響到計(jì)算的復(fù)雜度；（2）加權(quán)系數(shù)所允許選取的相位值，這也對(duì)實(shí)施的復(fù)雜性造成影響；（3）數(shù)據(jù)星座點(diǎn)規(guī)模以及星座點(diǎn)是否為功率恒定的數(shù)據(jù)。從PAPR性能上講，如果在相同的條件下，隨機(jī)分配方法是最好的，但是交織分割方法可以有效地降低PTSOFDM系統(tǒng)地計(jì)算復(fù)雜度。但是上述三種方法都遵循一個(gè)原則，每個(gè)子載波只能出現(xiàn)在一個(gè)PTS內(nèi)，而且V個(gè)PTS中所包含的子載波個(gè)數(shù)相同。在PTSOFDM系統(tǒng)內(nèi)，一般有三種子序列分割方案（Subblock Partition Scheme）：相鄰分割（adjacent）、隨機(jī)分割（pseudorandom）、交織分割（interleaved）。當(dāng)然接收端也需要知道傳送端傳送信號(hào)的相位權(quán)重，如同SLM需要增加一些附帶消息以便接收端的解調(diào)，如果使用V個(gè)子區(qū)塊，H個(gè)相位旋轉(zhuǎn)因子，則需要個(gè)附帶消息位來(lái)記憶所有的傳送信號(hào)序列組合。這對(duì)于OFDM系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)很沉重的負(fù)擔(dān)。因襲對(duì)于分割為V的子序列