OQAM-OFDM系统中基于无失真的降低峰均功率比方法研究

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目前,在众多新兴的多载波调制技术中,基于偏移正交幅度调制的正交频分复用(Offset Quadrature Amplitude Modulation based Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OQAM-OFDM)技术受到了广泛的关注。OQAM-OFDM系统引入了原型滤波器组,因而具有旁瓣低、频谱效率高以及不需要插入循环前缀(Cyclic Prefix,CP)即可有效地抑制符号间干扰(Intercarrier Interference,ICI)等优势。然而,OQAM-OFDM系统存在峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)过高的问题。由于OQAM-OFDM系统中相邻符号相互混叠,传统的降低PAPR方法一旦被直接应用于OQAM-OFDM系统中,会导致较差的性能。本论文主要针对OQAM-OFDM符号混叠的结构特点,围绕OQAM-OFDM系统中降低PAPR问题展开研究,提出多种无失真的降低PAPR方法。  首先,我们提出了一种分段部分传输序列(Segmental Partial Transmit Squence,S-PTS)方法,其主要思想是:首先对滤波后的信号以一定的时间间隔划分为多个区间,再将每个区间内所有子载波上的信号进行分组,对每组信号的时域信号乘以相位因子以获得一些候选信号,选择PAPR最小的候选信号作为发送信号。S-PTS方法针对叠加起来的信号进行分段再降低PAPR,因此能有效地克服混叠结构导致的峰值再生问题,极大地降低OQAM-OFDM信号的PAPR。此外,我们针对S-PTS方法引入的干扰进行了分析,并且提出了相应的办法来抑制干扰。通过理论分析和仿真实验,验证了所引入的干扰被有效地抑制,从而保证发送信号的无失真,并且可以获得很好的PAPR降低效果以及较低的计算复杂度。  然后,我们提出了一种基于加权最小二乘法的多音预留(Weighted least square tone reservation,WLS-TR)方法,其主要思想是联合考虑所有数据块的时域信号,首先在一定的门限值下对叠加后的时域信号进行剪切,得到剪切噪声信号,然后采用加权最小二乘法来求解出逼近剪切噪声的峰值消除信号,从而降低OQAM-OFDM信号的PAPR。此外,严格限制预留子载波上的频域符号满足OQAM-OFDM系统的纯实数结构,以保证发送信号的无失真。仿真实验表明,WLS-TR方法不需要迭代就可以获得比传统的TR方法直接用于OQAM-OFDM系统中迭代多次更好的PAPR降低效果。
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