OFDM软限幅法降低峰均功率比的研究+程序(2)

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OFDM技术系统复杂度小，频谱利用率高，抗多径能力强，能有效抑制码间干扰，其应用前景和实用价值无法估量。

1.1 OFDM的发展现状

1.2 OFDM的优劣

认清OFDM的优劣有利于我们更好的扬长避短，更有效的发挥OFDM系统的性能，也能积极地探寻改进OFDM系统性能的方法。

OFDM系统存在如下的主要优点：

（1）通过将高速的数据流进行串并转换，可以有效地减小无线信道的时间弥散所带来的符号间干扰（ISI），从而减少了接收机内均衡的复杂度。

（2）OFDM系统因为各个子载波是相互正交的，允许各子载波有一半的相互重叠，从而最大限度的利用了频谱资源，提高了频谱利用率。

（3）因为窄带干扰的影响有局限性，所有它只能对一部分的子载波产生影响，因此OFDM系统可以在一定程度上抵抗这种窄带干扰。

（4）可以利用快速傅里叶变换（FFT）实现调制和解调，从而可以大大简化系统实现的复杂度。

（5）OFDM系统通过个子载波的联合编码，具有很强的抗衰落能力，而且一些由于衰落而丢失的子载波可以通过编码，交织等措施恢复，从而提高了系统的抗误码性能[2]。

OFDM系统存在的主要缺点为：

(1)由于无线信道存在时变性，在传输过程中会出现无线信号的频率偏移，使得OFDM子载波之间的正交性遭到破坏，所以OFDM系统容易受频率偏移的影响。

(2)如果多个子信号的相位一致时，所得到的叠加信号的瞬时功率会远大于信号功率，出现较大的峰均功率比（PAPR），这个比值的增大会降低射频放大器的功率效率，使系统性能恶化。

（3）负载算法和自适应调制技术会增加发送端和接收端的系统复杂度，从而造成系统效率低，性能不能达到最优的情况。

研究该课题的主要过程与手段：

（1）通过翻阅记录相关国内外的文献及指导老师的指导，了解有关OFDM的原理及关键技术；

（2）运用Matlab进行系统模拟仿真，通过对软限幅法降低PAPR的模拟，记录其数据以确认软限幅法的有效性；

（3）比对分析数据，总结结论，然后在老师的指导下最终完成软限幅法降低OFDM的峰均功率比的研究。

本论文的章节安排如下：

（1）第一章主要大体介绍OFDM的背景，发展现状以及OFDM的发展前景与研究价值；

（2）第二章主要介绍OFDM的基本原理及其关键技术，尤其重点介绍峰均功率比的概念，理论分析；

（3）第三章是本篇论文的重点，首先论述了降低峰均功率比的必要性以及现今常用的降低OFDM的方法，其次重点介绍了软限幅法降低峰均功率比的原理，结构流图，最后运用仿真软件Matlab对软限幅法进行了仿真跟数据分析，得出结论。文献综述

2 OFDM的原理和关键技术

OFDM是一种特殊的多载波传输方案，它可以被看做是一种调制技术，也可以被当做是一种复用技术。OFDM的基本原理就是把高速的数据流通过串并变换，分配到传输速率相对较低的若干个子信道中进行传输。由于每个子信道中的符号周期会相对增加，因此可以减轻由无线信道的多径时延扩展所产生的时间弥散性对系统的影响。并且还可以在OFDM符号之间插入保护间隔，令保护间隔大于无线信道的最大时延扩展，这样就可以最大限度地消除由于多径而带来的ISI。而且，一般采用循环前缀作为保护间隔，从而可以避免由多径带来的ICI。

OFDM的关键技术有以下几个方面：

1.时域和频域同步： OFDM系统对定时和频率偏移敏感，特别是实际应用中与FDMA、TDMA和CDMA等多址方式结合使用时，时域和频率同步显得尤为重要。与其他数字通信系统一样，同步分为捕获和跟踪两个阶段。在下行链路中，基站向各个移动终端广播发送同步信号，所以下行链路同步相对简单，比较容易实现。在上行链路中，来自不同移动终端的信号必须同步到达基站才能保证子载波间的正交性[4]。基站根据个移动终端发来的子载波所携带信息进行时域和频域同步信息的提取，再由基站发回移动终端，以便让移动终端进行同步。具体实现时同步将分为时域同步和频域同步，也可以时域和频域同时进行同步。