降低NC-OFDM信号PAPR的自适应算法研究

NC-OFDM(非连续正交频分复用)是认知无线电的主要数据传输方式,PAPR(峰均比)过高是OFDM(正交频分复用)和NC-OFDM共同的缺点。文章主要研究了NC-OFDM信号的PAPR降低的算法,提出了一种基于PTS(部分序列传输)和交织方法相结合的自适应算法,并将此算法嵌入到NC-OFDM系统中。仿真结果表明,此自适应算法能够大大减少信号的PAPR。     

基于NC-OFDM的认知无线电自适应动态资源分配算法

如何提高无线电资源的利用率已经成为国内外研究的一个热点,而认知无线电技术为解决这个问题提供了一个新思路.非连续正交频分复用(NC-OFDM)技术灵活的选频方案为实现认知无线电系统提供了良好的平台.本文针对NC-OFDM系统的特点,提出了一种新的无线电资源分配算法,在该算法中认知无线电用户根据感知的资源环境,针对用户的带...     

新预留子载波方法降低光OFDM系统的PAPR

在光正交频分复用(OFDM)系统中较大峰均功率比(PAPR)的信号将会产生严重的畸变,导致系统误码率性能严重下降,为抑制光OFDM系统的PAPR,提出了一种新预留子载波方法.仿真结果表明,该方法与传统预留子载波方法相比,其对PAPR的抑制作用不会随着调制阶数的增大而减小,具有很高的稳定性和更小的运算复杂度,更适用于自适...     

利用虚拟子载波抑制OFDM系统PAPR及其低复杂度算法

研究了利用虚拟子载波抑制OFDM系统PAPR及其算法简化的问题.通过对虚拟子载波技术迭代过程进行简化,得到了运算量只是系统子载波数量级的低复杂度迭代算法,减小了算法实现的复杂度.计算机仿真表明,通过增大虚拟子载波数量或迭代次数,可使系统PAPR性能在一定范围内得到明显改善.由于不用传输边带信息,系统具有较强的可靠性和抗干扰能力.     

限幅子载波预留法降低短波宽带系统PAPR

短波宽带系统广泛应用于军事领域,但其峰均功率比较大。针对该系统特点,选用子载波预留法降低峰均功率比。提出一种低复杂度算法,显著减小原算法运算量,并在子载波预留后加入限幅进一步提高峰均功率比降低效果。短波宽带信道下的蒙特卡罗仿真结果表明,该方法可以有效降低短波宽带系统峰均功率比,且对系统其余性能影响较小。     

PTS-TR方法降低CO-OFDM系统的PAPR

在相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统中,较高的峰均功率比会使信号产生严重的畸变,导致系统误码率性能的严重下降,为了抑制CO-OFDM系统的PAPR提出了一种PTS-TR方法。仿真结果表明,该方法与传统TR方法和PTS方法相比,具有很高的稳定性和更小的运算复杂度,对PAPR的抑制性能较好,更适用于CO-OFDM系统。     

线性变换和预留子载波降低光OFDM系统的PAPR

正交频分复用(OFDM)技术存在着高峰值平均功率比(PAPR)的缺点,在光OFDM系统中,由于其调制器、D/A转换器件、功率放大器及光纤本身的非线性,较大PAPR的信号将会产生严重的畸变,从而大大降低系统的有效性.为抑制光OFDM系统中的PAPR,提出了一种基于线性变换和预留子载波技术的光OFDM系统PAPR降低算法.仿真结果表明,该方案不仅有效地降低了峰均功率比,而且对系统误码率的影响较小,能够获得可靠的系统误码率性能.     

PAPR对OFDM-ROF系统的性能影响分析

文章在建立正交频分复用(OFDM)-光纤无线电(ROF)模型的基础上,获得了在外部强度调制下无寄生动态范围(SFDR)等性能指标的表达式,着重分析了射频信号平均功率对OFDM-ROF系统的影响,并与单载波ROF系统进行了比较.结果表明,系统设计时应尽量降低射频信号平均功率以获得更好的性能指标.在相同的射频信号功率下,较单载波ROF系统而言,OFDM-ROF系统的SFDR有5 dB左右的下降,系统设计时应采取措施降低OFDM-ROF系统的峰均功率比(PAPR).     

HD Radio系统中预留子载波降低PAPR的方法研究

HD Radio标准中使用的“带内同频（ IBOC）”技术在现有FM模拟广播的同频带内实现数字广播,无需打破现有的频率规划,是调频模拟广播数字化的最佳选择。然而模拟信号和数字信号同时通过混合天线发射时产生的耦合损耗非常大,降低数字信号的峰均比是减小损耗的有力措施。在降低峰均比的所有方案中,预留子载波法由于不引起信号的失真而受到广泛的关注,而预留子载波法的核心即是预留子载波位置的选取。基于HD Radio系统提出一种基于度量的预留子载波位置的选取方法,该方法通过一个度量值来衡量每个子载波对时域大幅度采样值的贡献,并选取具有最大的正度量值的子载波作为预留子载波。仿真结果表明,当使用30个预留子载波时,在概率为10-3时,提出的方案至少能带来0.79 dB的PAPR增益。     

认知NC-OFDM系统一种改进的信道估计

介绍了认知无线电NC-OFDM系统中的信道估计技术,着重分析了随机插入导频模式和迭代IDFT变换域降噪方法。通过引入转换分解算法,对迭代IDFT变换域降噪方法进行改进,改进的信道估计算法与迭代IDFT变换域降噪方法有相同的估计性能,但改进的信道估计算法运算量少,估计器复杂度低,提高了硬件资源的利用,具有实用性。     

A novel PAPR reduction with trellis shaping for NC-OFDM in cognitive radio

In this paper,trellis shaping is applied to reducing the Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) of NC-OFDM signals due to the fact that the total number of active subcarriers and their locations might change continuously in a dynamic spectrum access network.A new branch metric of trellis shaping is proposed which reduces the PAPR of OFDM signals through minimizing the variance of the power by VA decoder.The overall performance considerably depends on the type of signal mapping,and therefore a new type of 64QAM mapping method is designed.Simulation results show that this scheme significantly reduces the PAPR.Finally,a significant phenomenon is demonstrated that the PAPR of NC-OFDM signals in which the deactivated carriers is distributed in the Bernoulli distribution has better performance than that of OFDM signals.     

基于SLM-PTS算法融合的NC-OFDM峰均比优化

基于非连续正交频分复用(non-continuous orthogonal frequency division multiplexing,NC-OFDM)模型,提出和研究了选择映射(selected mapping,SLM)算法和部分传输序列(partial transmit sequence,PTS)算法,及其SLM-PTS融合优化技术,设计了融合模型和改进流程。仿真结果与其他文献方法进行了对比,验证了SLM-PTS的融合具有优秀的峰值平均功率比(peak to average power ratio,PAPR)降低能力,但缺点是算法实现复杂度过高。因此,又进一步提出了互补型映射和限幅的联合算法(SLM-Clipping)融合解决方案,并利用深度学习方法建立PAPRnet模型。仿真结果验证了此算法对NC-OFDM系统具有PAPR良好的抑制效果,而且能够提高仿真运算效率。     

一种适用于NC-OFDM系统的次优导频设计

在传统的正交频分复用（OFDM）系统中,等间隔等功率分布的导频序列是最优的。然而,由于频谱的非连续性,这种最优的导频序列无法适用于非连续正交频分复用（NC-OFDM）系统。在基于归一化符号估计均方误差的准则下,提出了一种适用于NC-OFDM系统的次优导频设计方法。它先分配给每块频带的导频数目,然后通过一种简单的搜索方法求出每个导频的次优位置。仿真分析表明,该方法不仅具有较低的计算复杂度,而且能获得良好的信道估计性能和误码率性能。     

NC-OFDM系统基于最小功率的导频设计

以导频总功率最小化为准则,提出了一种适用非连续正交频分复用系统的导频设计方法.与传统的子载波总功率受限的导频设计方法相比,对给定的导频辅助信道估计最小均方误差指标,需要较小的导频总功率,从而提高了数据传输的功率利用率,这也响应了当今社会提倡的节能减排的号召.仿真结果证明了该结论.     

认知无线电NC-OFDM系统中基于压缩感知的信道估计新方法

提出了一种基于压缩感知(CS,compressive sensing)理论的不连续子载波正交频分复用(NC-OFDM,non-contiguous orthogonal frequency division multiplexing)系统信道估计新方法,全面研究了认知无线电NC-OFDM系统CS信道估计的理论框架、导频图案的设计、信道估计算法,并依据CS测量矩阵设计理论提出了测量矩阵互相关最小化的导频图案优化准则。仿真结果表明,同已有的NC-OFDM系统信道估计方法相比,CS信道估计能够在多种禁用子载波场景下,使用较少导频获得很好的信道估计性能。     

NC-OFDM系统性能的仿真分析

研究NC-OFDM系统独特的频谱利用方法,探讨其在认知无线电中的应用,对其提高频谱利用率和避免对授权用户造成干扰的特点进行分析。设计NC-OFDM系统的实现方法,给出系统部分模块的仿真结果。对NC-OFDM系统在关闭不同比例子载波时的误码性能进行仿真,并与OFDM系统进行比较。在不同的信道环境中,分别针对不同的调制方式和不同的多普勒频移对NC-OFDM和OFDM系统的误码性能进行仿真比较。仿真结果表明:NC-OFDM系统在避免对授权用户造成干扰的前提下,提高了频谱的利用率,而且具有良好的误码性能。     

非连续正交频分复用系统次优导频设计

在非连续正交频分复用系统中,为了改善信道估计的性能并尽可能地降低计算复杂度,基于最小化最小二乘信道估计均方误差(Mean Square Error,MSE)的准则提出了一种次优导频设计方法.该方法利用凸映射解决了导频位置优化设计的非凸问题,求得符合三次函数关系的非均匀分布次优导频位置,并推导导频位置已知条件下的最优导频功率分布.仿真结果表明：所提次优导频设计方法与现存导频设计方法相比,能够获得较好的信道估计MSE性能,且具有计算简单的优势.     

An optimization technique for simultaneous reduction of PAPR and out-of-band power in NC-OFDM-based cognitive radio systems

Noncontiguous orthogonal frequency division multiplexing (NC-OFDM)-based cognitive radio (CR) systems achieve highly efficient spectrum utilization by transmitting unlicensed users' data on subcarriers of licensed users’ data when they are free. However, there are two disadvantages to the NC-OFDM system: out-of-band power (OBP) and a high peak-to-average power ratio (PAPR). OBP arises due to side lobes of an NC-OFDM signal in the frequency domain, and it interferes with the spectrum for unlicensed users. A high PAPR occurs due to the inverse fast Fourier transform (IFFT) block used in an NC-OFDM system, and it induces nonlinear effects in power amplifiers. In this study, we propose an algorithm called “Alternative Projections onto Convex and Non-Convex Sets” that reduces the OBP and PAPR simultaneously. The alternate projections are performed onto these sets to form an iteration, and it converges to the specified limits of in-band-power, peak amplitude, and OBP. Furthermore, simulations show that the bit error rate performance is not degraded while reducing OBP and PAPR.