OFDM系统峰均比抑制技术的研究

作     者：邓庆 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：钟洪声

授予年度：2009年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：正交频分复用 峰值平均功率比 CF-HW算法 FPGA实现 

摘      要：正交频分复用(OFDM)是一种并行的多载波传输技术,其基本思想是将高速的串行数据流分散到多个正交的子载波上进行传输。与传统的单载波方式相比,它能显著提高频谱利用率、有效对抗频率选择性衰落且大大降低接收机均衡器的复杂度。但是,由于OFDM信号是随机幅度和相位信号的叠加,往往具有较高的峰值平均功率比(PAPR),这就需要发射端具有一个大动态范围的线性高功率放大器,显然是极其不经济的。PAPR过大是OFDM技术的主要缺点之一,因此本文对此进行了重点研究。 现有的降低PAPR的方法主要有三类,分别是信号预畸变算法、信号加扰算法和编码方法。本文对这三类方法均作了具体介绍和相关分析,对其中的典型代表算法还作了相应的性能仿真。通过对各种方法的优缺点进行综合比较分析,本文基于对Jean Armstrong提出的迭代限幅滤波(RCF)算法的改进,提出了一种新方法,即通过在频域加汉宁窗的方式滤除带外干扰的限幅滤波算法,这里简称其为CF-HW算法。通过仿真表明,该方法显著降低了PAPR,减小了误比特率(BER),且具有较低的系统复杂度。当然,该方法引入了一定的带外干扰,但依然能够满足IEEE 802.11a和HIPERLAN/2标准中对于发射功率门限的要求。 同时,本文进行了基于CF-HW算法的PAPR抑制的FPGA实现。在完成功能模块划分的基础上,对各模块的FPGA实现进行分析设计,尤其对限幅模块的传统实现方法进行了相关的优化,并在QUARTUS II 8.0的开发环境下完成了各模块的联合调试以及时序仿真。最后,基于Altera公司Cyclone III系列的芯片EP3C40Q240C8N和AD公司的正交数字上变频芯片AD9857,完成硬件电路设计,在搭建的硬件平台上实现了基于CF-HW算法的PAPR抑制过程,通过波形测试和分析,验证了算法的正确性。