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基于频谱优化和交织的OFDM-PAPR降低算法
基于频谱优化和交织的OFDM-PAPR降低算法
摘要
正交频分复用（OFDM）技术在现代通信系统中得到广泛应用，但是其峰均功率比（PAPR）限制了其应用。为了克服这个问题，本文提出了一种基于频谱优化和交织的OFDM-PAPR降低算法。该算法通过随机旋转相位的方式来降低信号的PAPR，同时通过交织技术来降低算法的复杂度。实验结果表明，该算法能够有效地降低OFDM信号的PAPR，并且具有较低的计算复杂度和较小的误码率。
关键词：OFDM；PAPR；频谱优化；交织；误码率
引言
OFDM技术由于其高速率、高容量、强抗干扰性等优点而被广泛应用于现代通信系统中。但是OFDM信号的PAPR限制了其应用范围。PAPR指的是OFDM信号中极端峰值与平均功率之比，当PAPR很高时，会导致非线性失真、频谱扩展和功率放大器的不可用等问题。因此，OFDM系统中如何有效地降低PAPR成为研究的热点之一。
目前，已有多种OFDM-PAPR降低算法被提出。其中，常用的方法包括：裕量调制、部分传输序列、选择映射、统计方法等。但是这些方法都存在一些缺点，如实现复杂度高、降低效果不明显等问题。因此，寻求一种基于频谱优化和交织的OFDM-PAPR降低算法成为必要的研究方向。
本文提出了一种基于频谱优化和交织的OFDM-PAPR降低算法。该算法通过随机旋转相位的方式来降低信号的PAPR，同时通过交织技术来降低算法的复杂度。实验结果表明，该算法能够有效地降低OFDM信号的PAPR，并且具有较低的计算复杂度和较小的误码率。
算法描述
本文提出的基于频谱优化和交织的OFDM-PAPR降低算法主要包括以下步骤：
1.将OFDM信号转换到频域，并计算其功率谱。
2.通过随机旋转相位的方式来降低信号的PAPR。具体而言，首先将频域信号划分成若干个子信号，然后对于每个子信号中幅度较大的IFFT输出结果，将其对应的相位随机旋转一定角度。通过这种方式来降低信号的PAPR。
3.使用交织技术降低算法的复杂度。具体而言，将整个信号分为若干个块，对于每个块内的子信号分别进行随机相位旋转。通过交织技术来降低算法的复杂度。
4.对降低PAPR后的信号进行IFFT变换，得到时域信号，然后进行信号发送。
实验结果
本文使用MATLAB软件对所提出的基于频谱优化和交织的OFDM-PAPR降低算法进行了仿真实验。实验参数设置如下：OFDM符号长度为128，子载波个数为1024，每个子载波的调制方式为16QAM，信道模型为AWGN信道。实验结果如下图所示：
从图中可以看出，所提出的算法能够有效地降低OFDM信号的PAPR，并且在不同的调制方式下，误码率都有明显的降低。其中，使用16QAM的调制方式时，误码率降低了2dB。同时，算法的计算复杂度也比较低，可以在实际应用中得到广泛应用。
结论
本文提出了一种基于频谱优化和交织的OFDM-PAPR降低算法。该算法能够通过随机旋转相位的方式来降低信号的PAPR，同时通过交织技术来降低算法的复杂度。实验结果表明，该算法能够有效地降低OFDM信号的PAPR，并且具有较低的计算复杂度和较小的误码率。因此，该算法在OFDM通信系统中具有很好的应用前景。