44、优化OFDM系统与频谱感知的创新算法研究

优化OFDM系统与频谱感知的创新算法研究

1. OFDM系统PAPR问题及解决方案

正交频分复用（OFDM）技术凭借高光谱效率和出色的抗多径衰落能力，在欧洲数字音频/视频广播（DAV/DVB）、无线局域网/城域网标准（WLAN/WMAN）以及长期演进（LTE）等领域得到广泛应用。然而，高峰均功率比（PAPR）是OFDM的一个主要缺点，这可能导致实际硬件（如A/D和D/A转换器、功率放大器）因动态范围有限而受到影响。

为解决这一问题，目前提出了多种PAPR降低技术，主要分为以下三类：
- 预失真技术 ：典型方法包括限幅和压扩。该方法直接削减信号幅度，简单但不可逆，容易导致较大误差。
- 编码技术 ：例如块编码、Golay互补序列和Reed - Muller码。其基本原理是通过各种编码方式避免高峰值功率的OFDM符号出现，但计算复杂度较高。
- 无失真方法 ：通过线性变换降低高PAPR出现的概率，如选择映射（SLM）、部分传输序列（PTS）和分区虚拟序列插入（PDSI）。

然而，单一算法往往难以有效满足需求。因此，提出了一种新的压扩和SLM联合算法，该算法使用特殊的艾里函数，能够实现理想的降低效果，是一种较好的折中算法。

2. OFDM系统描述

在OFDM系统中，从正交幅度调制（QAM）或正交相移键控（QPSK）星座中获取固定数量的连续输入数据样本。时域复基带OFDM信号可以表示为：
[s(t)=\sum_{k = 0}^{N - 1}X_ke^{j2\pi f_kt},0\leq t\l