一种降低OFDM系统峰均比的循环反馈SLM方法 (2014年)

在正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing，OFDM）系统中，若各支路在同一相位上叠加会带来幅值的叠加从而产生大的峰均比（peak to average power ratio, PAPR）。选择性映射方法是一种有效降低正交频分复用系统峰均比的方法，对传统的选择性映射方法做了改进,提出了一种新的循环反馈选择性映射算法。在该算法中, 采用了若干ZC（Zandoff-Chu）序列作为初始的相位旋转矢量，对于传统选择性映射方法中的每个子块不再固定其相位矢 ### 一种降低OFDM系统峰均比的循环反馈SLM方法 #### 一、背景介绍 随着通信技术的发展，正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）作为一种高效的多载波调制技术，在无线通信领域得到了广泛应用。OFDM能够有效地对抗频率选择性衰落和多径传播效应，提高数据传输速率和可靠性。然而，OFDM信号的一个显著问题是较高的峰均功率比（Peak-to-Average Power Ratio，PAPR），这不仅降低了系统的能量效率，还可能引起功率放大器的非线性失真问题，进而影响通信质量。 为了解决这一问题，研究人员提出了多种降低PAPR的技术，其中选择性映射（Selected Mapping，SLM）是一种被广泛研究和应用的方法。传统SLM方法的基本思想是在发送端对原始信号进行不同相位旋转后，选择PAPR最小的那个信号进行传输。这种方法虽然有效，但存在计算复杂度较高和资源消耗较大的缺点。 #### 二、研究目的及意义 本文旨在针对传统SLM方法的局限性，提出一种新的循环反馈选择性映射算法，以更高效地降低OFDM系统的PAPR，并进一步改善系统的比特误码率（Bit Error Rate，BER）性能。该方法通过采用Zandoff-Chu（ZC）序列作为初始的相位旋转矢量，并引入循环反馈机制，使得系统能够在保持较低PAPR的同时减少计算资源的消耗。 #### 三、关键技术点 1. **ZC序列的引入**：ZC序列具有良好的自相关特性，可以有效地减少相位旋转矢量之间的相互干扰，从而提高PAPR降低的效果。 2. **循环反馈机制**：传统SLM方法中，每个子块的相位矢量是固定的。而在本方法中，每个子块的相位矢量不再固定，而是根据PAPR比较结果的反馈动态调整。这种机制能够更灵活地找到最优的相位矢量组合，从而实现更低的PAPR。 3. **仿真验证**：在AWGN（Additive White Gaussian Noise）信道环境下进行了仿真测试，对比了加入循环反馈SLM算法的OFDM系统与传统OFDM系统的性能差异。结果显示，新方法能有效降低PAPR，并且在相同信噪比条件下，误码率表现更优。 #### 四、实验结果与分析 通过对OFDM系统进行仿真测试，可以明显看出循环反馈SLM算法的优势。在不同的调制方式下，相比于传统OFDM系统，加入循环反馈SLM算法的系统能够实现更高的PAPR降低效果。此外，在相同的误码率水平下，新方法所需的信噪比也更低，这意味着系统能够在更恶劣的信道条件下维持良好的性能。 #### 五、结论 本文提出的一种新的循环反馈SLM算法，通过利用ZC序列和循环反馈机制，能够有效降低OFDM系统的PAPR，并且在AWGN信道环境下提高了系统的BER性能。这种改进的方法不仅减少了计算资源的需求，还提高了系统的整体性能，为OFDM技术的实际应用提供了新的思路和技术支持。未来的研究可以考虑将此方法应用于更多复杂的信道环境中，以进一步验证其有效性和实用性。