《电子技术应用》
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基于全程耦合映像格子的OFDM系统性能改进算法
2020年电子技术应用第7期
竟诗琦,陈 朝,苏宇航
中国地质大学(武汉) 机械与电子信息学院,湖北 武汉430000
摘要: 作为仍将在5G中发挥重要作用的正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM),由于存在峰均比较高的问题将限制其进一步发展。SLM算法作为降低峰均比的重要手段,仍存在带外干扰及高峰值无法完全滤除等缺点。针对上述问题,提出了基于全程耦合映像格子(Globally Couple Map Lattices,GCML)的SLM-RCF联合算法,该算法充分利用GCML良好的相关性、正交性及非周期性对SLM算法进行改进,提高其抗干扰的能力,并结合迭代限幅滤波算法进一步滤除较高的峰值。理论分析和仿真结论显示,利用联合算法能够降低带外干扰的影响进一步降低峰均比,同时能够降低系统误码率,提高系统的可靠性。
中图分类号: TN929.5
文献标识码: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.200057
中文引用格式: 竟诗琦,陈朝,苏宇航. 基于全程耦合映像格子的OFDM系统性能改进算法[J].电子技术应用,2020,46(7):99-103.
英文引用格式: Jing Shiqi,Chen Zhao,Su Yuhang. Performance improvement algorithm of OFDM system based on GCML[J]. Application of Electronic Technique,2020,46(7):99-103.
Performance improvement algorithm of OFDM system based on GCML
Jing Shiqi,Chen Zhao,Su Yuhang
School of Mechanical and Electronic Information,China University of Geosciences,Wuhan 430000,China
Abstract: Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM), as a technology that will still play an important role in 5G, will be restricted to its further development due to its high PAPR. SLM algorithm is an important means to reduce PAPR, but it still has some shortcomings such as out-of-band interference and high peak value can′t be completely filtered out. In view of the above problems, a SLM-RCF combined algorithm based on GCML is proposed in this paper, the algorithm makes full use of the good correlation,orthogonality and aperiodicity of GCML to improve SLM algorithm to improve its anti-interference ability, and combines with the RCF algorithm to further filter out high peak value. Theoretical analysis and simulation results show that the combined algorithm can reduce the influence of out-of-band interference and further reduce the PAPR, at the same time, it can reduce the system bit error rate, and improve the reliability of system.
Key words : orthogonal frequency division multiplexing;peak to average power ratio;selective mapping;globally couple map lattices

0 引言

    正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)是利用不同载波对数据调制的技术,具有抗射频干扰、频谱效率高等优点[1],在5G通信中依然发挥着举足轻重的作用。但该技术存在高峰均比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)[2],这将导致OFDM信号产生非线性失真和系统性能降低的问题。因此,对降低峰均比算法的研究是本文的主要方向。

    降低PAPR的技术主要有:编码类技术、限幅类技术以及概率类技术。编码类技术利用不同的编码方式对OFDM信号编码后选取PAPR较低的信号,但传输速率较低,不适合子载波数较大的情况;限幅类技术是将超过某一门限值n的信号都限制在该值以下,这一过程是非线性的,它将带来严重的带内信号失真和带外辐射[3];概率类技术降低了高峰值出现的概率降,但仍不能完全消除高峰值。文献[4]提出了一种限幅——噪声压缩方法来对OFDM信号修正,但需要较高的限幅门限;文献[5]提出了加性映射选择性映射算法(Selective Mapping,SLM),该算法复杂度较低,但对降低峰均比无明显效果;文献[6]提出了一种利用相序集对SLM算法进行改进,但需要将子载波进行分块处理,增加了算法复杂度;文献[7]通过利用扰码选择器选择出最适合SLM的OCML扰码序列,增加了算法复杂度,且未与其他时空混沌序列进行对比。因此,已有的算法难以在不牺牲其他性能的情况下降低OFDM的峰均比。

    由于SLM要求相序集之间相互正交、相关性好且为非周期,本文针对高峰均比问题,在文献[7]的基础上对SLM的相序集进行改进,提出了一种基于全程耦合映像格子模型(Globally Couple Map Lattices,GCML)的SLM-RCF联合算法,仿真结果显示该算法能够在不改变复杂度的情况下降低PAPR。




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作者信息:

竟诗琦,陈  朝,苏宇航

(中国地质大学(武汉) 机械与电子信息学院,湖北 武汉430000)

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