时变SC-FDMA调制系统

针对目前降低通信调制系统峰值平均功率比(peak-to-average-power ratio,PAPR)的方法都基于固定数据块长度的情况,提出时变数据块长度的调制方案,并引入到单载波频分多址接入(single carrier frequency division multiple access ,SC-FDMA)系统中以改善系统PAPR性能。首先,计算当前系统PAPR并使之与阀值PAPR0进行比较。然后,将比较的结果作为反馈信息来控制当前系统可输入的最大数据块长度。数据块长度需要作为边带信息发送给接收端。对lb(M)-1 bit,1 bit和0 bit 3种边带信息情况的SC-FDMA系统进行建模仿真,实验结果表明采用lb(M)-1 bit边带信息的系统能有效降低系统PAPR值,而采用1 bit和0 bit边带信息的系统,因为边带信息量相对较小,对系统的PAPR值降低不显著。     

应用于SC-FDMA系统PAPR抑制技术的联合算法研究

针对SC-FDMA系统在多用户的情况下依然存在较高峰均比问题,提出了改进的μ律压扩和LCCIP-PTS方法的联合方案.仿真结果表明,在SC-FDMA系统中,μ律压扩方法在降PAPR性能和BER性能之间获得了很好的权衡,改进的μ律压扩方法提高了BER性能,同时计算量降低.LCC-IP-PTS方法与C-IP-PTS相比降低了3/4以上的计算复杂度,同时降PAPR性能几乎不变.两者结合能够使SC-FDMA系统PAPR降到5.8dB以下.     

应用于长期演进系统降峰值平均功率比的IP-PTS方法研究

为了减小SC-FDMA系统中过高的峰值平均功率比(PAPR)造成的非线性失真,同时克服传统PTS方法计算复杂度大的缺点,提出了两种降PAPR的 IP-PTS方法:LCC-IP-PTS和迭代LCC-IP-PTS方法. 仿真结果表明,LCC-IP-PTS方法在无损系统PAPR性能的情况下大大降低了计算复杂度. 迭代LCC-IP-PTS方法在第一种方法的基础上以牺牲仅0.2 dB的PAPR性能进一步降低了计算量. 这两种方法尤其是第二种实用性强,效率高,适合应用在SC-FDMA系统以及其它OFDM通信系统中.      

MIMO-OFDM系统中降低PAPR的SLM算法的研究

OFDM技术存在高峰均功率比(PAPR)问题,高PAPR要求系统功率放大器具备较大的线性放大范围以避免传输信号的频谱扩散和非线性失真,同时还会增加A/D和D/A转换器件的复杂度,导致系统性能严重下降。显而易见,作为MIMO技术和OFDM技术结合产物的MIMOOFDM系统也受到了高PAPR的影响。本文搭建了MIMO-OFDM仿真模型,实现了选择性映射(SLM)算法,并研究了不同序列数、不同调制方式对SLM算法的影响。仿真结果表明:随着序列数的增加,SLM算法的峰均功率比将会降低,但是其复杂度也会随之增大; QPSK调制降低系统PAPR的效果都最佳,其次是16QAM调制方式,而64QAM调制的效果最差。因此,在使用SLM算法时,增加序列数并且选用QPSK调制方式更利于降低MIMO-OFDM系统的PAPR值。     

SC-FDMA系统中基于非线性压扩的峰均功率比降低方法

针对单载波频分多址接入(single carrier frequency division multiple access,SC-FDMA)系统在在多用户的情况下依然存在较高峰均比（peak to average power ratio,PAPR）问题,提出采用正交频分多址接入（orthogonal frequency division multiple access,OFDMA）系统中的μ律压扩和指数压扩2种非线性压扩方法来降低SC-FDMA系统的PAPR。仿真结果表明,这两种压扩方案能有效地降低SC-FDMA系统的PAPR,并且指数压扩方案比 律压扩方案能更有效地降低系统的PAPR。同时,对信号的压扩变化将影响到系统的误码率（bit error ratio, BER）：当信噪比条件较差时,两种压扩变化均改善了SC-FDMA系统的BER;但是随着信噪比的提高,使用这两种压扩方案会带来系统的BER性能损失。     

SC-FDMA系统中基于统计压扩的峰均功率比减小方法

为了减小单载波频分多址接入系统(SC-FDMA)的峰均功率比(PAPR),提出了基于统计压扩的新方法.该方法的原理是将SC-FDMA系统发射信号的统计特性和压扩技术结合起来.研究结果表明:新方法不但能将SC-FDMA系统的PAPR减小到2 dB左右,而且可以将系统的误码率降至原来的1/4,从而更好地满足LTE标准化的需求.     

正交频分复用码分多址信号峰均功率比特性的研究

针对正交频分复用码分多址(OFDM CDMA)信号的峰均功率比值(PAPR)较大的问题,从分析OFDM CDMA信号模型入手,提出了在理想情况下信号PAPR的累积分布概率表达式,指出了信号PAPR的累积分布概率与PAPR门限值之间存在负指数关系,为深入分析影响PAPR特性的因素提供了参考标准.采用信号包络分析法,发现了信号功率表达式中存在时频变换关系.研究发现:采用相关特性较好的伪随机扩频序列能够改善信号的PAPR特性;不同的数字调制方式对信号的PAPR特性没有影响;用户数量较多的系统的PAPR值较小.仿真结果表明,在系统参数相同的条件下使用正交平衡Gold码比使用Walsh码得到的PAPR值至少减小2～3dB,同时增加系统中的用户数量也能够明显改善信号的PAPR特性.     

水声通信CE-OFDM系统降低峰均功率比研究

正交频分复用(OFDM)系统存在着较高的峰均功率比(PAPR).针对这个问题,研究了恒包络正交频分复用(CEOFDM)系统,该系统通过相位调制得到恒包络的信号,消除了PAPR较高的问题.与传统降低PAPR的方法相比,相位调制的复杂度低,性能更好.仿真和水池实验结果表明:CE-OFDM系统将信号的PAPR降低至0,比传统降低PAPR的方法优越,是具有一定鲁棒性的高速水声通信解决方案.     

降低MIMO-OFDM系统峰均比的QAS算法

多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统固有的较高峰均功率比(PAPR)限制了该技术的发展与应用。为了抑制较高的PAPR值,在传统算法近似梯度投影(AGP)和选择性映射(SLM)的基础上提出了QAS算法,通过建立QPSK调制的SFBC MIMO-OFDM系统模型,仿真了QAS、AGP、SLM算法的PAPR以及误码率(BER)性能,并进一步研究了不同子载波以及不同支路数对QAS算法降低PAPR性能的影响。仿真结果表明,QAS算法与传统算法AGP、SLM相比,可以有效改善MIMO-OFDM系统发射信号的PAPR值,而不破坏系统的BER性能;QAS算法对PAPR的优化性能随着子载波数目(N=32,64,128,256,512,1 024)的增加而下降,随着支路数(M=4,8,16)的增加而提高。     

OFDM在宽带卫星通信系统中的性能分析

建立了OFDM在宽带卫星通信系统中的模型,对OFDM各项性能指标进行了仿真研究,发现OFDM的PAPR问题突出,所以对该系统下的PAPR性能进行了优化,经过限幅滤波、SLM和PTS等3种不同降低PAPR的方法进行仿真,认为在宽带卫星系统中,PTS方法对该系统的OFDM性能有较好的改善效果。     

基于DCT-SC-FDMA的混合子载波映射方法

LTE-A中上行采用单载波频分多址(SC-FDMA)技术,下行采用正交频分多址(OFDMA)技术。本文主要研究上行SC-FDMA技术,利用离散余弦变换(DCT)代替离散傅里叶变换(DFT),并基于DCT-SC-FDMA系统,提出了一种不同于传统的交织式映射(IFDMA)和集中式映射(LFDMA)的混合子载波映射(HFDMA)方法。仿真结果表明,在峰均比(PAPR)性能与LFDMA相似的情况下,本文提出的DCT-HFDMA方法在误比特率(BER)方面性能有一定的提高。     

基于信号空间扩展方法降低OFDM系统的PAPR

在分析降低正交频分复用(OFDM)系统峰均功率比(PAPR)研究进展的基础上,通过减少OFDM调制方案中使用的载波数和选择不同的载波频率进行组合使信号空间得以扩展,然后,利用穷举法选择较低PAPR的组合与发送信号建立映射关系,从而降低整个OFDM系统的PAPR,仿真研究表明该方法能有效降低OFDM系统的PAPR.针对载波数较大系统运算量较大的问题,提出了由子载波数较小系统采用模块化结构搭建子载波数较大系统的方法,与穷举法相比,该方法对子载波数较大系统不是最优的,但特别适用于信息速率自适应的OFDM系统.     

QPSK/OQPSK调制信号频谱扩散问题的仿真及实验研究

使用数值仿真和电路实验的方法,对QPSK(quadrature phase shift keying)和OQPSK(offset quadrature phase shift keying)调制信号通过功率放大器后的频谱扩散问题进行了探讨,对比了2种调制信号的raw-cm(raw cubic metric)参数和PAPR(peak to average power ratio)参数的变化.针对三阶非线性放大器模型的计算机仿真结果表明:当OQPSK调制信号的PAPR参数比QPSK调制信号的PAPR参数改善0.58 dB时,其临道功率谱扩散指标却恶化了0.08 dB;实验结果也证明,在信号的PAPR参数指标获得改善的同时,并不意味着信号通过功率放大器之后的频谱扩散性能一定会获得改善,在所举案例的情况下甚至是恶化的.另一方面,仿真和实验均证实,在信号的raw-cm参数获得改善时,信号通过放大器后的频谱扩散性能也获得了相应的改善.     

寻找OFDM系统理想的峰均功率比

从理论上分析了经过降低峰均功率比(PAPR)方法处理后的OFDM信号误比特率和PAPR之间的关系,发现在保证功率放大器功放效率的前提下,存在一个可使误比特率达到最低值的PAPR.这种PAPR被定义为最理想的PAPR,但不一定是最小的PAPR.利用现有的两种降低PAPR的方法——剪波法和选择映射法,对所提出的理论加以论证.最后以剪波法为例,利用计算机仿真软件MATLAB对采用剪波法降低PAPR的OFDM系统进行仿真,结果证实了所提出理论的正确性,即可找到理想的PAPR,此时系统的误码率更小,系统的性能更好.     

LTE中SC-FDMA技术的研究

SC-FDMA技术作为3GPP LTE上行链路多址技术,它联合了单载波调制技术、正交频率复用和频域均衡技术(FDE),是一种新的多址技术。文中概述了SC-FDMA技术,分析了子载波分配对系统的影响以及与OFDMA、DS-CDMA技术间的联系。     

基于凸优化的自适应子载波调制OFDM雷达波形优化设计

为解决正交频分复用(OFDM)雷达的发射-接收联合优化问题,提出了基于凸优化的自适应子载波调制的波形优化方法。针对高距离分辨目标检测,给出基于最优匹配照射的子载波调制OFDM雷达系统模型。建立在OFDM信号峰均比(PAPR)约束下最大化匹配滤波器输出信噪比(SNR)的目标函数,将其转化为二阶规划标准形式并采用凸优化算法进行求解,优化发射波形。仿真结果表明基于凸优化方法的自适应子载波调制OFDM雷达信号波形的SNR为30.1 dB,PAPR为0.8 dB。SNR受到3.7 dB的损失,但大大降低了PAPR,实现了信噪比和峰均比之间的良好折中。     

LTE-Advanced上行SC-FDMA MIMO系统的信干噪比性能分析

LTE上行系统中,使用单载波频分多址技术(SC-FDMA),并采用离散傅里叶变换扩频的正交频分复用多址(DFT-S-OFDMA)技术作为SC-FDMA的实现方案.在LTE-Advanced标准化过程中,考虑采用DFT-S-OFDMA技术作为上行多址方案,同时,为了获得更高的峰值速率和系统性能,决定采用单用户多输入多输出(SU-MIMO)及预编码技术.针对LTE-Advanced系统上行DFT-S-OFDMA方案在MIMO系统中的应用,提出一种信干噪比(SINR)的性能分析方法.该方法基于DFT-S-OFDMA收发机实现结构,利用信道频域响应和噪声方差,接收端采用最小均方误差(MMSE)均衡,分析得到SINR的闭合表达式,获得的SINR能很好地应用于自适应调制编码(AMC)方式的选择.仿真结果表明,多径信道下基于该等效SINR的误块率(BLER)性能曲线能很好地匹配系统在高斯白噪声信道下的性能曲线.     

小波包多载波调制系统中峰均比的降低方法

通过对小波包多载波调制系统的结构分析,给出了小波包多载波调制的峰值平均值功率比（简称峰均比）的定义及其计算方法,在此基础上提出了一种基于SLM技术的降低小波包多载波调制的峰均比（PAPR）的方法,仿真结果表明了这种方法的可行性.     

SC-FDMA系统频偏补偿算法研究

该文建立SC-FDMA系统频偏模型,分析了频偏对系统的影响,包括子载波干扰(ICI)和多用户间干扰(MUI).并分析了直接频偏补偿算法与CLJL补偿算法对系统的影响,通过分析与计算机仿真得出,单用户时直接频偏补偿方案实现方式较好,而在多用户时,CLJL方案实现方式较好.该文结合了CLJL补偿方案与干扰消除方案应用于SC-FDMA系统,研究了一种迭代干扰消除接收算法,此算法能有效地消除干扰补偿频偏,改善系统性能.     

改进降低OFDM系统PAPR的DSI方法

作为第四代移动通信系统的核心技术,正交频分复用(OFDM)技术已成为当今高速无线通信领域的研究热点。但是OFDM调制中存在的高峰均功率比(PAPR),为其实用化设置了障碍。本文对现有的降低PAPR的虚序列方法(DSI)提出了两种改进方式,就是在减小OFDM系统复杂性的前提下,对此系统发射端的信号进行处理,保证输入到IFFT处理器中的数据序列相关性为0,从而降低OFDM信号的高峰均功率比。