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改进的GCS序列抑制OFDM峰均比方法
来源:电子技术应用2012年第7期
贾瑞涛, 马林华
空军工程大学 工程学院,陕西 西安710038
摘要: 针对格雷互补序列GCS(Golay Complementary Sequence)图案少、只能用在子载波数量少的OFDM系统中的缺点,运用信号复制生成理论和相位预调制技术,提出一种改进的大子载波数OFDM系统PAPR抑制算法。算法能够在保证系统误码性能的情况下,有效降低OFDM系统峰均比,相比传统方法减小了计算的复杂度。仿真结果表明,对于已经采用PAPR抑制而设计的WLAN标准前导序列,该算法仍然可以将PAPR降低约1.3 dB,具有较高的工程应用价值。
中圖分類號: TN911.3
文獻標識碼: A
文章編號: 0258-7998(2012)07-0110-03
An improved approach to PAPR reduction using GCS
Jia Ruitao, Ma Linhua
Engineering Institute of Air Force Engineering University, Xi’an 710038, China
Abstract: Considering that the quantity of Golay Complementary Sequence (GCS) is short and can be only used in OFDM system with less carrier waves, an improved approach using GCS to reduce peak-to-average ratio (PAPR) in OFDM system with more carrier waves is proposed. The proposed algorithm can efficiency reduce the PAPR in good BER performance and low complexity compared with tranditional method. The simulation result shows that the proposed algorithm can reduce the PAPR of WLAN pilots by 1.3 dB. Thus this approach has great value of using in communications.
Key words : OFDM; PAPR; GCS; signal reproducing; phasic modulating

    OFDM技術是一種多載波調制方式,其具有高效的頻譜利用率和良好的抗多徑衰落性能,在無線通信和有線通信領域得到了廣泛應用。但是它存在的高峰均比[1](PAPR)問題會對系統的性能產生嚴重影響。已有方法中限幅類方法[2]引入了非線性失真,導致系統的誤碼率性能下降;概率類方法[3]包括SLM和PTS,是用多個信號來代表同一信息,并選擇PAPR 最小的信號發射出去,但此方法的計算復雜度很高,在工程應用中難以實現;編碼類方法將原來的信息碼字映射到峰均比較小的序列來進行傳輸,避開可能會使OFDM信號出現峰值的碼字,這類方法常見的有分組碼、格雷碼(Golay)和雷德密勒碼(Reed-Muller) [4]等。傳統的編碼技術復雜高,而且會使信息速率大大降低。本文主要針對Golay互補序列(GCS)圖案少、只能用在子載波數量少的OFDM系統中的缺點,結合格雷互補序列PAPR抑制技術和信號復制生成理論,提出一種改進的GCS降低PAPR的方法,有效克服了GCS算法編碼圖案少、編碼效率低的問題,同時保證了系統的誤碼率性能,在工程應用中便于實現。




 


    這樣通過復制復用,將傳統GCS序列對PAPR抑制算法應用在大子載波數OFDM系統上,同時引入子載波相位預調制一方面能夠有效降低PAPR,另一方面可以作為多址,滿足現代OFDM通信系統大容量、多用戶的需求。
4 仿真結果
    利用Matlab對本文提出的改進GCS補序列降低符號PAPR的性能進行仿真、分析。對于已經采用PAPR抑制而設計的WLAN前導序列(對原序列進行了復制擴展以適應NFFT=256的條件),采用BPSK調制進行仿真,數據子載波為Nsubc=256。256個數據子載波以中心零子載波為中心劃分為對稱的兩個正負子載波帶,每個子載波帶包含128個有效子載波。通過RM碼編碼方法構造長度為16的GCS序列,通過信號復制生成理論將GCS序列復用8次生成GCS序列對集合及其互補集。仿真結果如圖5、圖6所示。

    仿真結果表明,原始采用PAPR抑制而設計的WLAN標準前導序列的PAPR為7.5 dB,采用本算法處理后PAPR為6.2 dB,通過采用本文算法后WLAN前導序列的PAPR仍然可以降低約1.3 dB。
    本文提出了基于多相位子載波GCS序列的PAPR抑制算法,實現了在保證系統誤碼率的情況下,降低OFDM系統的峰均比,并且具有良好的糾錯性能,同時引入的子載波相位預調制還可以作為多址,滿足現代OFDM通信系統大容量、多用戶的需求,表現出較高的工程應用價值。
參考文獻
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