《电子技术应用》
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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。
中图分类号: TN911.3
文献标识码: A
文章编号: 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技术是一种多载波调制方式,其具有高效的频谱利用率和良好的抗多径衰落性能,在无线通信和有线通信领域得到了广泛应用。但是它存在的高峰均比[1](PAPR)问题会对系统的性能产生严重影响。已有方法中限幅类方法[2]引入了非线性失真,导致系统的误码率性能下降;概率类方法[3]包括SLM和PTS,是用多个信号来代表同一信息,并选择PAPR 最小的信号发射出去,但此方法的计算复杂度很高,在工程应用中难以实现;编码类方法将原来的信息码字映射到峰均比较小的序列来进行传输,避开可能会使OFDM信号出现峰值的码字,这类方法常见的有分组码、格雷码(Golay)和雷德密勒码(Reed-Muller) [4]等。传统的编码技术复杂高,而且会使信息速率大大降低。本文主要针对Golay互补序列(GCS)图案少、只能用在子载波数量少的OFDM系统中的缺点,结合格雷互补序列PAPR抑制技术和信号复制生成理论,提出一种改进的GCS降低PAPR的方法,有效克服了GCS算法编码图案少、编码效率低的问题,同时保证了系统的误码率性能,在工程应用中便于实现。




 


    这样通过复制复用,将传统GCS序列对PAPR抑制算法应用在大子载波数OFDM系统上,同时引入子载波相位预调制一方面能够有效降低PAPR,另一方面可以作为多址,满足现代OFDM通信系统大容量、多用户的需求。
4 仿真结果
    利用Matlab对本文提出的改进GCS补序列降低符号PAPR的性能进行仿真、分析。对于已经采用PAPR抑制而设计的WLAN前导序列(对原序列进行了复制扩展以适应NFFT=256的条件),采用BPSK调制进行仿真,数据子载波为Nsubc=256。256个数据子载波以中心零子载波为中心划分为对称的两个正负子载波带,每个子载波带包含128个有效子载波。通过RM码编码方法构造长度为16的GCS序列,通过信号复制生成理论将GCS序列复用8次生成GCS序列对集合及其互补集。仿真结果如图5、图6所示。

    仿真结果表明,原始采用PAPR抑制而设计的WLAN标准前导序列的PAPR为7.5 dB,采用本算法处理后PAPR为6.2 dB,通过采用本文算法后WLAN前导序列的PAPR仍然可以降低约1.3 dB。
    本文提出了基于多相位子载波GCS序列的PAPR抑制算法,实现了在保证系统误码率的情况下,降低OFDM系统的峰均比,并且具有良好的纠错性能,同时引入的子载波相位预调制还可以作为多址,满足现代OFDM通信系统大容量、多用户的需求,表现出较高的工程应用价值。
参考文献
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[4] DAVIS J A, JEDWAB J. Peak-to mean power control and error correction for OFDM transmission using golay sequences and reed-muller codes[J]. Electronics Letters, 1997,33(4):267-2681.
[5] 王文博,郑侃.宽带无线通信OFDM技术(第二版)[M].北京:人民邮电出版社,2007:93-98.
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