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MATLAB 2022a
1、算法描述
1. 限幅和滤波#xff08;Clipping and Filtering#xff09;
原理简介
限幅和滤波是一种基础且直观的方法#xff0c;用于降低OFDM信号的PAPR。在限幅阶段#xff0c;信号的幅度在达到设定阈值时会被削减#xff0c;…操作环境
MATLAB 2022a
1、算法描述
1. 限幅和滤波Clipping and Filtering
原理简介
限幅和滤波是一种基础且直观的方法用于降低OFDM信号的PAPR。在限幅阶段信号的幅度在达到设定阈值时会被削减以此减少峰值功率。此操作虽简单但会引入非线性失真因此需要通过滤波过程来尽量恢复信号的质量减轻失真效应。
实现方法
限幅通过设定一个阈值当信号幅度超过这个阈值时就将其强行限制在这个值上。滤波应用一个带通滤波器以减少限幅过程中引入的高频成分从而减轻由于限幅造成的信号失真。
优缺点分析
优点实现简单适用于实时处理和硬件实现。成本低易于部署。缺点会引入非线性失真可能影响系统的误码率。滤波过程可能会导致信号带宽的扩展影响频谱效率。
2. 部分传输序列Partial Transmit Sequences, PTS
原理简介
PTS技术通过将原始OFDM信号分割为若干个互不相关的子块并对每个子块进行独立的相位调整最后将这些子块重新组合从而找到一种组合方式使得整个OFDM信号的PAPR达到最小。
实现方法
分块将OFDM信号分为多个子块。相位调整和优化对每个子块独立地选择一个最佳的相位因子以使得重组后的信号PAPR最小。重组将经过相位优化的子块合并成一个信号。
优缺点分析
优点不引入额外的失真相对于限幅和滤波技术能够在不牺牲信号质量的情况下有效降低PAPR。缺点计算复杂度高特别是当子块数量增多时优化过程需要的计算量大大增加这可能不适合实时处理要求。
3. 选择映射Selected Mapping, SLM
原理简介
SLM技术通过生成多个具有相同数据信息但是相位序列不同的OFDM信号副本然后从这些副本中选择一个具有最低PAPR的信号进行发送。
实现方法
生成副本通过改变OFDM信号的相位序列生成多个信号副本。选择最佳信号计算每个信号副本的PAPR并选择PAPR最小的信号进行传输。
优缺点分析
优点与PTS 相比SLM技术在减少PAPR的同时计算复杂度较低更适合实时处理和硬件实现。 缺点SLM需要在发送端和接收端之间传递额外的边带信息以指示哪一个相位序列被选用于解调。这增加了系统的信令开销和复杂度。 综合分析与应用场景 这三种技术各有千秋它们的选择和应用需基于特定的系统要求和约束来考虑。例如在对实时性要求高、硬件资源受限的场景下限幅和滤波因其简单和成本效益高而更受欢迎。然而如果系统对信号质量和性能有更高要求尤其是在误码率和频谱效率方面PTS和SLM技术因其能够在不引入额外失真的前提下减少PAPR因而更为合适。 具体来说PTS适用于那些可以容忍一定的计算复杂度同时需要高信号质量和低PAPR的应用。这包括高速数据传输和高质量视频传输等场景其中信号的完整性至关重要。相反SLM技术因其较低的计算复杂度在需要快速处理且对信号传输效率有高要求的场景下更为适合如移动通信和无线网络等领域。 进一步的研究和开发正在不断推进这些技术的边界。例如通过算法优化、硬件加速、以及结合其他信号处理技术旨在进一步减少计算复杂度和提高系统性能。同时新兴的研究如深度学习和机器学习在PAPR抑制领域的应用展示了通过智能算法自动优化相位序列和信号处理参数从而实现更高效和智能的PAPR抑制方法。 总结而言限幅和滤波、PTS和SLM技术各具特色它们为解决OFDM系统中的PAPR问题提供了不同的解决方案。在实际应用中应综合考虑系统的实时处理能力、硬件资源限制、性能优化目标等因素选择最适合的技术。随着通信技术的不断进步和发展对这些技术的深入研究和优化将更加重要以满足未来通信系统对高效率、高性能的需求。
2、仿真结果演示 3、关键代码展示
略
4、MATLAB 源码获取 V
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