OFDM移动通信技术PAPR.ppt

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1、OFDM移动通信技术（第三章 OFDM峰均功率比）,第三章 OFDM峰均功率比,3-1 OFDM PAPR3-2 OFDM PAPR的影响3-3 OFDM PAPR的抑制,信号包络,信号振幅随时间的变化,复包络（complex envelope）,（envelope）包络,3,峰值平均功率比（Peak-to-Average Power Ratio，PAPR）峰值系数（Crest Factor，CF）,信号包络,的变化程度,4,立方量度（Cubic Metric，CM）放大增益的三次方非线性分量是产生邻道泄漏比的主要原因比PAPR更直接地表征功放效率的降低/功率退化,信号包络,的变化程度,5,单

2、载波PAPR,例：BPSK信号,6,OFDM PAPR,多个子载波信号叠加使OFDM PAPR可能很大,7,OFDM PAPR,8,OFDM PAPR,统计特性,9,累计分布函数（Cumulative Distribution Function）互补累计分布函数（Complementary CDF）,OFDM PAPR的,统计特性,11,第三章 OFDM峰均功率比,3-1 OFDM PAPR3-2 OFDM PAPR的影响,对实现系统的要求不能满足时的问题,12,OFDM收发机：基带和射频子系统,13,基带,字长（word-length）数字信号路径上所有器件精度/量化噪声线性动态范围D/A和

3、A/D非线性失真,14,射频,功率放大器（Power Amplifier）由输入交流信号控制，把电源直流功率转换成交流功率,15,分类A类、B类、C类转换效率非线性失真AM/AMAM/PM交叉调制,功率放大器,16,“强制”线性：A类高PAPR的要求大线性动态范围小线性动态范围的问题带内：失真、交调带外：辐射,OFDM和PA,ICI,17,功率回退,简单、易实现成本增加浪费电源功率移动终端电池寿命,非常大的信号出现概率很小,18,第三章 OFDM峰均功率比,3-1 OFDM PAPR3-2 OFDM PAPR的影响3-3 OFDM PAPR的抑制,PAPR reduction,switchin

4、g null subcarriers and data-subcarriers null/virtual/unused/unmodulated subcarriersmay be used simultaneously with any constellation-modifying PAPR-reduction scheme,such as active constellation extension,constellation shaping,partial transmit sequences(PTS),selective mapping(SLM),tone injection,trel

5、lis shaping.,19,20,预失真,原理提前对功率大于门限的信号进行（非线性）畸变类型限幅/削波压扩变换,21,限幅（Clipping）,不可逆的非线性失真带内：破坏子载波正交性带外：辐射干扰,22,压扩变换,原理大信号压缩小信号扩张优点减小PAPR小信号抗干扰能力增强,23,例,24,不同压扩系数,25,变换和逆变换,26,编码类,原理限制传输信号集合避免传输峰值功率大的码字,27,例：BPSK调制，N=4,28,4载波信号所有可能码字的包络功率,峰值包络功率（PEP）,29,实现结构,30,四载波3/4编码和三载波信号的包络功率,PAPR4,pre=6.02 dBPAPR4,po

6、st=2.48 dB,PAPR3=4.77 dB,31,编码类方法的优点,优点非线性失真减小有些编码方式能提供一定的差错保护缺点降低传输效率过于侧重PAPR性能，码组不一定具备数学关系只适用于子载波数目较小且星座图尺寸较小的情况,和缺点,32,概率类,原理通过线性变换改变信号，减少甚至避免大峰值选择性映射（SeLected Mapping，SLM）部分传输序列（Partial Transmit Sequences，PTS）,33,用Q个统计独立的向量表示相同的信息，选择其中时域符号具有最小PAPR值的一路用于传输,选择性映射（SLM）,降低实现复杂度,34,部分传输序列（PTS）,将待传输数据

7、分组每组进行N点IFFT得时域信号每支路与一个独立的旋转因子相乘（选择的旋转因子组合使OFDM信号PAPR最小）,35,部分传输序列（PTS）,36,分组方法分组数目PAPR性能随组数增大而改善因子取值范围,影响PTS性能的因素,37,概率类方法的优点和缺点,优点非线性失真减小（与预失真方法相比）是线性变换（与编码方法相比）资源效率较高缺点复杂度高,38,小结,3-1 OFDM PAPR定义统计特性3-2 OFDM PAPR的影响大线性动态范围数字域字长和PA非线性失真、ICI、带外辐射、量化噪声3-3 OFDM PAPR的抑制预失真（限幅、压扩变换）编码类（分组编码）概率类（SLM、PTS）,