OFDM系统中基于压缩感知恢复由限幅和HPA产生的非线性失真研究

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摘要:正交频分复用( Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统的主要缺点之一就是有较高的峰均功率比( Peak to Average Power Ratio,PAPR ) ,降低了功率放大器( High Power Amplifier , HPA）的工作效率,同时HPA引入的非线性失真,恶化了系统的误比特率( Bite Error Rale ,BER)性能.本文所提算法将限幅和HPA引入的非线性失真视为一个整体来考虑,利用与限幅噪声在时域上的近似稀疏性,对整个非线性过程进行建模.发送端通过限幅降低了OFDM信号的PAPR,在接收端,选取受噪声干扰小的可靠性观测向量,最小化信道噪声的影响,基于非线性模型计算得到的参数,利用压缩感知(Compressive Sensing ,CS)算法能有效地恢复总的非线性失真信号,提升了系统的BER 性能.

关键词:正交频分复用;峰均功率比;限幅;非线性失真恢复;压缩感知
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: P/ ~1 R& q+ r; s       正交频分复用(Orthogonal frequency division multi-plexing , OFDM)技术由于其对抗多径衰落的鲁棒性,高的频谱效率和易于实现性而被广泛地应用于大量的无线通信系统中,例如DAB，WiMAX,3GPP LTE和 IEEE802.11等.然而, OFDM信号较高的峰均功率比( peak-to-average power ratio,PAPR)会使得发送端的高功率放大器( high power amplifier , HPA)进入饱和区,产生带内失真和带外辐射.带内的非线性失真会恶化系统的误比特率(bit error rate , BER)性能,带外辐射会干扰相邻信道的频谱.为了避免非线性失真,较高的PAPR要求HPA具有较大的线性动态范围,或者较大的输入回馈( input backoff , IBO),这样会降低HPA的工作效率.因此,为了降低OFDM 信号的非线性失真,提升系统的BER性能,发送端的PAPR抑制技术和接收端的非线性失真恢复或消除技术一直以来都是研究的重点.


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正交频分复用技术