OFDM系统的峰均比

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毕业设计(论文)题目基于自适应压扩法降低OFDM系统的峰均比专业通信工程班级通信023班学生支强指导教师王林2006年西安理工大学本科生毕业设计(论文)系系主任批准日期毕业设计(论文)任务书电子系系通信专业023班学生支强一、毕业设计(论文)课题基于自适应压扩法降低OFDM系统的峰均比二、毕业设计(论文)工作自2006年2月27日起至2006年6月25日止三、毕业设计(论文)进行地点校内四、毕业设计(论文)的内容要求1、设计目的:通过本课题的设计,使学生了解OFDM的发展现状和优缺点,针对OFDM的PAPR较大的缺点进行研究,通过研究培养学生独立解决问题的能力;2、设计要求:(1)学习OFDM的相关知识;(2)分析降低PAPR的几种方法;(3)设计自适应压扩法;(4)对算法进行仿真分析;3、具体设计步骤:(1)查阅有关文献资料,主要是OFDM方面的文献;(2)熟悉FFT算法等,并初步确定算法方案;(3)熟悉MATLAB仿真工具的使用;1支强:基于自适应压扩法降低OFDM系统的峰均比(4)对仿真结果进行分析,确定昀终的算法方案;(5)确定算法流程,并用matlab仿真;(6)调试结果,分析结果,得出结论;(7)撰写毕业设计论文;(8)答辩4、撰写合格或高质量的毕业论文(1)论文要有题目、指导教师姓名、中英文摘要、章节目录等;(2)要有序言、正文、结论、参考文献等;(3)翻译一篇译文,英文单词不少于3000字,内容要与毕业设计内容相关;(4)论文要字迹工整、清晰、图表规范符合国家标准;5、初步提供查阅文献及资料(1)OFDM的相关资料(2)自适应压扩算法的相关文献负责指导教师指导教师接受设计论文任务开始执行日期学生签名毕业设计(论文)进度表2西安理工大学本科生毕业设计(论文)电子系月日周次任务阶段名称及详细项目检查日期检查结果1查阅文献2查阅文献3熟悉OFDM相关知识4熟悉降低PAPR方法5熟悉FFT算法6熟悉MATLAB7算法的初步确定8算法的初步确定9算法的MATLAB仿真10算法的MATLAB仿真3支强:基于自适应压扩法降低OFDM系统的峰均比月日周次任务阶段名称及详细项目检查日期检查结果11算法的MATLAB仿真12仿真结果分析比较13撰写毕业论文14撰写毕业论文15毕业设计验收,撰写毕业论文16完成毕业论文17答辩指导教师(签名)学生(签名)年月日年月4西安理工大学本科生毕业设计(论文)基于自适应压扩法降低OFDM系统的峰均比专业:通信工程班级:通信021班作者:指导教师:职称:教授答辩日期:2006-06-18摘要正交频分复用(OFDM,OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)技术可以出色的对抗抗多径衰落、消除码间干扰且具有极高的频谱利用率。此外它还采用了快速傅立叶变换,大大降低了收发机的实现复杂度,因此被广泛地应用于HDSL、ADSL、DAB、HDTV、WLAN等领域中。但是,目前OFDM技术还有很多关键问题没有得到有效解决,如对频偏敏感、高峰均功率比问题等,这些都限制了OFDM技术的近一步广泛应用。本论文主要围绕自适应压扩法降低峰均功率比问题展开论述,并利用matlab软件完成了仿真。主要做了以下工作:论文首先回顾OFDM发展历程,说明了该技术的优缺点,讲解了OFDM技术原理,介绍了OFDM信号的产生过程,并对OFDM信号的收发机制进行了仿真。接着,给出峰均功率比的定义和分布,分析了产生高峰均值的原因,简要地介绍了其它预畸变方法,如限幅法,峰值加窗,传统的压扩技术。昀后,分析自适应压扩法降低PAPR的性能,并用matlab完成相关仿真。关键词正交频分复用,峰均功率比,自适应动态压扩法AbstractOFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)canstronglycombatmulti-pathfadinganddispersivechannelinterference.Italsohashighbandwidthefficiency.Besides,usingDFTcangreatlyreducethecomplexityofthereceiversandtransmitterssoOFDMhasbeenwidelyusedinseveralareassuchasHDSL,ADSL,DAB,HDTV,WLAN.However,manykeyproblemsofanOFDMsystemhasnotbeensolvedyet,suchassensitivityoffrequencyoffsetsandhighPAPR(PeaktoAveragePowerRatio),whichlimitwideapplicationofOFDMtechnique.Thisthesismainlyfocusesonthetechniqueofadaptivedynamicrangecompandingtoreducethehighvalueof5支强:基于自适应压扩法降低OFDM系统的峰均比PAPR,andusesMATLABsoftwaretoachievesimulation.Wehaveachievedthefollowingwork:Firstly,thehistoryofOFDMtechnique,itskeytechniques,advantagesanddisadvantagesofOFDMtechnologyareanalyzedinthisthesis.Secondly,theprincipleofOFDMtechnologyandtheproductionofOFDMsignalareintroduced,thenusingMATLABtosimulatetheproductionandreceptionofanOFDMsignal.Thirdly,thedefinitionanddistributionofPAPRareintroduced.ThispaperthendeducesthereasonofhighPAPR.Somepre-distortiontechniqueslikeclippingandfiltering,peakwindowingandtraditionalcompandingtechniqueareanalyzedbriefly.(4)analyzetheperformanceofAdaptiveDynamicRangeCompandingofreducingPAPR,thenusematlabtoachieverelativesimulation.KEYWORDS:orthogonalfrequencydivisionmultiplexing,peak-to-averagepowerratio,adaptivedynamicrangecompanding目录前言.........................................................1第1章绪论...................................................31.1OFDM技术的提出...........................................31.2OFDM技术的发展历程及应用.................................31.3OFDM技术的优缺点.........................................41.4本论文的主要工作安排.....................................6第2章OFDM技术的基本原理....................................72.1信道容量分析.............................................72.2OFDM基本原理.............................................72.3IFFT/FFT原理............................................112.4OFDM参数选择...........................................122.4.1有用符号持续时间......................................122.4.2子载波数..............................................122.4.3调制模式..............................................132.5OFDM系统仿真............................................14第3章OFDM系统中的峰值平均功率比...........................163.1问题的引出..............................................163.2峰值平均功率比的定义....................................176西安理工大学本科生毕业设计(论文)3.3OFDM信号的分布..........................................183.4利用自适应压扩法降低OFDM系统的PAPR.....................193.4.1限幅法................................................203.4.2传统的压缩扩张法......................................203.4.3利用u-律函数对OFDM信号进行自适应动态压扩..............203.5算法仿真................................................22第4章总结.................................................29致谢........................................................30参考文献....................................................31附录........................................................32前言OFDM(正交频分复用,OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)是一种无线环境下的高速传输技术,它是未来无线宽带接入系统的基本实现技术之一,也可能会成为下一代蜂窝移动网络的无线接入技术,它的重要性是显而易见的。目前,OFDM技术已经应用到不同领域中。由于它有很好的抗多径能力,被采纳作为欧洲的数字音频广播系统(DigitalAudioBroadcasting,DAB)和地面数字视频广播系统(TerrestrialDigitalVideoBroadcasting,DVB-T)的标准。无线局域网(WirelessLocalAreaNetwork,WLAN)标准IEEE802.11a,也把它作为物理层的传输手段,用于5GHz频段内支持6Mbit/s到54Mbit/s的高速无线传输。由于它可以比较好的解决在高速率无线通信中面临的由于多径带来的符号间干扰问题,人们已经把它列为第四代移动无线通信系统的一种候选方案,用来实现超过2Mbit/s的移动无线多媒体和数据通信。另外,OFDM在非对称数字用户线(AsymmetricalDigitalSubscriberLine,ADSL)等有线通信系统中也被应用。OFDM在这些应用中已经表现出强大的生命,但也有一些关键问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