《電子技術(shù)應(yīng)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。
中圖分類號： TN929.5
文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200057
中文引用格式： 竟詩琦，陳朝，蘇宇航. 基于全程耦合映像格子的OFDM系統(tǒng)性能改進(jìn)算法[J].電子技術(shù)應(yīng)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

    正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)是利用不同載波對數(shù)據(jù)調(diào)制的技術(shù)，具有抗射頻干擾、頻譜效率高等優(yōu)點(diǎn)[1]，在5G通信中依然發(fā)揮著舉足輕重的作用。但該技術(shù)存在高峰均比(Peak to Average Power Ratio，PAPR)[2]，這將導(dǎo)致OFDM信號產(chǎn)生非線性失真和系統(tǒng)性能降低的問題。因此，對降低峰均比算法的研究是本文的主要方向。

    降低PAPR的技術(shù)主要有：編碼類技術(shù)、限幅類技術(shù)以及概率類技術(shù)。編碼類技術(shù)利用不同的編碼方式對OFDM信號編碼后選取PAPR較低的信號，但傳輸速率較低，不適合子載波數(shù)較大的情況；限幅類技術(shù)是將超過某一門限值n的信號都限制在該值以下，這一過程是非線性的，它將帶來嚴(yán)重的帶內(nèi)信號失真和帶外輻射[3]；概率類技術(shù)降低了高峰值出現(xiàn)的概率降，但仍不能完全消除高峰值。文獻(xiàn)[4]提出了一種限幅——噪聲壓縮方法來對OFDM信號修正，但需要較高的限幅門限；文獻(xiàn)[5]提出了加性映射選擇性映射算法(Selective Mapping，SLM)，該算法復(fù)雜度較低，但對降低峰均比無明顯效果；文獻(xiàn)[6]提出了一種利用相序集對SLM算法進(jìn)行改進(jìn)，但需要將子載波進(jìn)行分塊處理，增加了算法復(fù)雜度；文獻(xiàn)[7]通過利用擾碼選擇器選擇出最適合SLM的OCML擾碼序列，增加了算法復(fù)雜度，且未與其他時(shí)空混沌序列進(jìn)行對比。因此，已有的算法難以在不犧牲其他性能的情況下降低OFDM的峰均比。

    由于SLM要求相序集之間相互正交、相關(guān)性好且為非周期，本文針對高峰均比問題，在文獻(xiàn)[7]的基礎(chǔ)上對SLM的相序集進(jìn)行改進(jìn)，提出了一種基于全程耦合映像格子模型(Globally Couple Map Lattices，GCML)的SLM-RCF聯(lián)合算法，仿真結(jié)果顯示該算法能夠在不改變復(fù)雜度的情況下降低PAPR。




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作者信息:

竟詩琦，陳  朝，蘇宇航

(中國地質(zhì)大學(xué)(武漢) 機(jī)械與電子信息學(xué)院，湖北 武漢430000)

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