《電子技術(shù)應(yīng)用》
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改進的GCS序列抑制OFDM峰均比方法
來源：電子技術(shù)應(yīng)用2012年第7期
賈瑞濤， 馬林華
空軍工程大學(xué) 工程學(xué)院，陜西 西安710038
摘要： 針對格雷互補序列GCS(Golay Complementary Sequence)圖案少、只能用在子載波數(shù)量少的OFDM系統(tǒng)中的缺點，運用信號復(fù)制生成理論和相位預(yù)調(diào)制技術(shù)，提出一種改進的大子載波數(shù)OFDM系統(tǒng)PAPR抑制算法。算法能夠在保證系統(tǒng)誤碼性能的情況下，有效降低OFDM系統(tǒng)峰均比，相比傳統(tǒng)方法減小了計算的復(fù)雜度。仿真結(jié)果表明，對于已經(jīng)采用PAPR抑制而設(shè)計的WLAN標準前導(dǎo)序列，該算法仍然可以將PAPR降低約1.3 dB，具有較高的工程應(yīng)用價值。
中圖分類號： TN911.3
文獻標識碼： A
文章編號： 0258-7998(2012)07-0110-03
An improved approach to PAPR reduction using GCS
Jia Ruitao, Ma Linhua
Engineering Institute of Air Force Engineering University, Xi’an 710038， China
Abstract： Considering that the quantity of Golay Complementary Sequence (GCS) is short and can be only used in OFDM system with less carrier waves, an improved approach using GCS to reduce peak-to-average ratio (PAPR) in OFDM system with more carrier waves is proposed. The proposed algorithm can efficiency reduce the PAPR in good BER performance and low complexity compared with tranditional method. The simulation result shows that the proposed algorithm can reduce the PAPR of WLAN pilots by 1.3 dB. Thus this approach has great value of using in communications.
Key words : OFDM; PAPR; GCS; signal reproducing; phasic modulating

    OFDM技術(shù)是一種多載波調(diào)制方式,其具有高效的頻譜利用率和良好的抗多徑衰落性能，在無線通信和有線通信領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但是它存在的高峰均比[1]（PAPR）問題會對系統(tǒng)的性能產(chǎn)生嚴重影響。已有方法中限幅類方法[2]引入了非線性失真，導(dǎo)致系統(tǒng)的誤碼率性能下降；概率類方法[3]包括SLM和PTS，是用多個信號來代表同一信息，并選擇PAPR 最小的信號發(fā)射出去，但此方法的計算復(fù)雜度很高，在工程應(yīng)用中難以實現(xiàn)；編碼類方法將原來的信息碼字映射到峰均比較小的序列來進行傳輸，避開可能會使OFDM信號出現(xiàn)峰值的碼字，這類方法常見的有分組碼、格雷碼(Golay)和雷德密勒碼(Reed-Muller) [4]等。傳統(tǒng)的編碼技術(shù)復(fù)雜高，而且會使信息速率大大降低。本文主要針對Golay互補序列（GCS）圖案少、只能用在子載波數(shù)量少的OFDM系統(tǒng)中的缺點，結(jié)合格雷互補序列PAPR抑制技術(shù)和信號復(fù)制生成理論,提出一種改進的GCS降低PAPR的方法，有效克服了GCS算法編碼圖案少、編碼效率低的問題，同時保證了系統(tǒng)的誤碼率性能,在工程應(yīng)用中便于實現(xiàn)。




 


    這樣通過復(fù)制復(fù)用，將傳統(tǒng)GCS序列對PAPR抑制算法應(yīng)用在大子載波數(shù)OFDM系統(tǒng)上，同時引入子載波相位預(yù)調(diào)制一方面能夠有效降低PAPR，另一方面可以作為多址，滿足現(xiàn)代OFDM通信系統(tǒng)大容量、多用戶的需求。
4 仿真結(jié)果
    利用Matlab對本文提出的改進GCS補序列降低符號PAPR的性能進行仿真、分析。對于已經(jīng)采用PAPR抑制而設(shè)計的WLAN前導(dǎo)序列（對原序列進行了復(fù)制擴展以適應(yīng)NFFT=256的條件），采用BPSK調(diào)制進行仿真，數(shù)據(jù)子載波為Nsubc=256。256個數(shù)據(jù)子載波以中心零子載波為中心劃分為對稱的兩個正負子載波帶，每個子載波帶包含128個有效子載波。通過RM碼編碼方法構(gòu)造長度為16的GCS序列，通過信號復(fù)制生成理論將GCS序列復(fù)用8次生成GCS序列對集合及其互補集。仿真結(jié)果如圖5、圖6所示。

    仿真結(jié)果表明,原始采用PAPR抑制而設(shè)計的WLAN標準前導(dǎo)序列的PAPR為7.5 dB,采用本算法處理后PAPR為6.2 dB，通過采用本文算法后WLAN前導(dǎo)序列的PAPR仍然可以降低約1.3 dB。
    本文提出了基于多相位子載波GCS序列的PAPR抑制算法,實現(xiàn)了在保證系統(tǒng)誤碼率的情況下，降低OFDM系統(tǒng)的峰均比，并且具有良好的糾錯性能，同時引入的子載波相位預(yù)調(diào)制還可以作為多址，滿足現(xiàn)代OFDM通信系統(tǒng)大容量、多用戶的需求，表現(xiàn)出較高的工程應(yīng)用價值。
參考文獻
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