【LTE基礎(chǔ)知識(shí)】OFDM的降峰均比技術(shù)

相關(guān)專題: 基礎(chǔ)知識(shí) 技術(shù)

    除了對(duì)頻率偏差敏感之外,OFDM系統(tǒng)的另一個(gè)主要缺點(diǎn)就是峰值功率與平均功率比,簡(jiǎn)稱峰均比(PAPR)過高的問題。即與單載波系統(tǒng)相比,由于OFDM符號(hào)是由多個(gè)獨(dú)立的經(jīng)過調(diào)制的 信號(hào)相加而成的,這樣的合成信號(hào)就有可能產(chǎn)生比較大的峰值功率,由此會(huì)帶來較大的峰值平均功率比。

    信號(hào)預(yù)畸變技術(shù)是最簡(jiǎn)單最直接的降低系統(tǒng)內(nèi)峰均比的方法。在信號(hào)被送到放大器之前,首先經(jīng)過非線性處理,對(duì)有較大峰值功率的信號(hào)進(jìn)行預(yù)畸變,使其不會(huì)超出放大器的動(dòng)態(tài)變化范圍,從而避免降低較大的PAPR的出現(xiàn)。最常用的信號(hào)預(yù)畸變技術(shù)包括限幅和壓縮擴(kuò)張方法。

限幅方法

    信號(hào)經(jīng)過非線性部件之前進(jìn)行限幅,就可以使得峰值信號(hào)低于所期望的最大電平值。盡管限幅非常簡(jiǎn)單,但是它也會(huì)為OFDM系統(tǒng)帶來相關(guān)的問題。首先,對(duì)OFDM符號(hào)幅度進(jìn)行畸變,會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成自身干擾,從而導(dǎo)致系統(tǒng)的BER性能降低。其次,OFDM信號(hào)的非線性畸變會(huì)導(dǎo)致帶外輻射功率值的增加,其原因在于限幅操作可以被認(rèn)為是OFDM采樣符號(hào)與矩形窗函數(shù)相乘,如果OFDM信號(hào)的幅值小于門限值時(shí),則該矩形窗函數(shù)的幅值為1;而如果信號(hào)幅值需要被限幅時(shí),則該矩形窗函數(shù)的幅值應(yīng)該小于1。根據(jù)時(shí)域相乘等效于頻域卷積的原理,經(jīng)過限幅的OFDM符號(hào)頻譜等于原始OFDM符號(hào)頻譜與窗函數(shù)頻譜的卷積,因此其帶外頻譜特性主要由兩者之間頻譜帶寬較大的信號(hào)來決定,也就是矩形窗函數(shù)的頻譜來決定。

    為了克服矩形窗函數(shù)所造成的帶外輻射過大的問題,可以利用其他的非矩形窗函數(shù),如下圖所示:

    總之,選擇窗函數(shù)的原則就是:其頻譜特性比較好,而且也不能在時(shí)域內(nèi)過長(zhǎng),避免對(duì)更多個(gè)時(shí)域采樣信號(hào)造成影響。

壓縮擴(kuò)張方法

    除了限幅方法之外,還有一種信號(hào)預(yù)畸變方法就是對(duì)信號(hào)實(shí)施壓縮擴(kuò)張。在傳統(tǒng)的擴(kuò)張方法中,需要把幅度比較小的符號(hào)進(jìn)行放大,而大幅度信號(hào)保持不變,一方面增加了系統(tǒng)的平均發(fā)射功率,另一方面使得符號(hào)的功率值更加接近功率放大器的非線性變化區(qū)域,容易造成信號(hào)的失真。

    因此給出一種改進(jìn)的壓縮擴(kuò)張變換方法。在這種方法中,把大功率發(fā)射信號(hào)壓縮,而把小功率信號(hào)進(jìn)行放大,從而可以使得發(fā)射信號(hào)的平均功率相對(duì)保持不變。這樣不但可以減小系統(tǒng)的PAPR,而且還可以使得小功率信號(hào)抗干擾的能力有所增強(qiáng)。μ律壓縮擴(kuò)張方法可以用于這種方法中,在發(fā)射端對(duì)信號(hào)實(shí)施壓縮擴(kuò)張操作,而在接收端要實(shí)施逆操作,恢復(fù)原始數(shù)據(jù)信號(hào)。壓縮擴(kuò)張變化的OFDM系統(tǒng)基帶簡(jiǎn)圖如下所示:



微信掃描分享本文到朋友圈
掃碼關(guān)注5G通信官方公眾號(hào),免費(fèi)領(lǐng)取以下5G精品資料
  • 1、回復(fù)“YD5GAI”免費(fèi)領(lǐng)取《中國(guó)移動(dòng):5G網(wǎng)絡(luò)AI應(yīng)用典型場(chǎng)景技術(shù)解決方案白皮書
  • 2、回復(fù)“5G6G”免費(fèi)領(lǐng)取《5G_6G毫米波測(cè)試技術(shù)白皮書-2022_03-21
  • 3、回復(fù)“YD6G”免費(fèi)領(lǐng)取《中國(guó)移動(dòng):6G至簡(jiǎn)無線接入網(wǎng)白皮書
  • 4、回復(fù)“LTBPS”免費(fèi)領(lǐng)取《《中國(guó)聯(lián)通5G終端白皮書》
  • 5、回復(fù)“ZGDX”免費(fèi)領(lǐng)取《中國(guó)電信5GNTN技術(shù)白皮書
  • 6、回復(fù)“TXSB”免費(fèi)領(lǐng)取《通信設(shè)備安裝工程施工工藝圖解
  • 7、回復(fù)“YDSL”免費(fèi)領(lǐng)取《中國(guó)移動(dòng)算力并網(wǎng)白皮書
  • 8、回復(fù)“5GX3”免費(fèi)領(lǐng)取《R1623501-g605G的系統(tǒng)架構(gòu)1
  • 本周熱點(diǎn)本月熱點(diǎn)

     

      最熱通信招聘

    業(yè)界最新資訊


      最新招聘信息