mimo - ofdm /减少地表铺面使用多相互补调制系统

巴拉Naik.M¹,拉Reddy Gujjula²,Bojja杜尔迦Bhavani³

E.C.E.系助理教授,RISE Prakasam Group of Institutions, Ongole,Andhra Pradesh, India.
助理教授,部门E.C.E.不行,Sattenapalli,尔,印度安得拉邦。
讲师,E.C.E.的部门,M.P.R.理工学院,Nadikudi,托尔,印度安得拉邦。

文摘

OFDM是一种最有利的通信调制技术在频率选择性无线频道,并广泛应用于电信标准。但是OFDM的一个主要问题是高的峰值平均功率比(地表铺面),降低了功率放大器的效率。新peak-toaverage功率比(地表铺面)降低mimo - OFDM /方法开发了基于众所周知的互补编码调制,是一种技术来降低OFDM信号的地表铺面。

关键字

正交频分复用(OFDM)多输入多输出(MIMO),峰值平均功率比(地表铺面),互补编码调制(CCK)。

介绍

多载波调制,特别是其实现正交频分复用(OFDM)是非常受欢迎的传输频率选择频道[6]。由于未来的应用程序使用的天线阵列是设想,并行的OFDM传输,通常表示为MIMO - OFDM(多输入多输出),是最重要的候选人下一代无线通信。mimo - ofdm系统中,输出叠加的多个分载体最终再[2]。在这种情况下,一些瞬时功率输出可能会大大增加,成为远高于系统的平均功率阶段时,这些航空公司都是一样的。这也是定义为大型Peak-to-Average功率比(地表铺面)。高地表铺面是mimo - ofdm系统中最严重的问题之一。传输信号高地表铺面,它要求功率放大器具有非常高功率范围。这些放大器是非常昂贵和功率成本较低。如果峰值功率太高,它可以是线性功率放大器的范围。这种变化产生非线性失真信号频谱的叠加导致性能下降。 Because of non linear distortion in-band and out band interference occurs. If there are no measures to reduce the high PAPR, MIMO-OFDM system could face serious restriction for practical applications. To reduce PAPR several techniques are proposed without worrying about performance at the BER. Several techniques have been proposed to mitigate the high PAPR of OFDM signals [3]. tone reservation (TR) [9], tone injection (TI) [9], and active constellation extension (ACE) [5] change constellation points for some subcarriers to reduce the PAPR. the use of Golay complementary sequences [3] to reduce PAPR within 3 dB was proposed in this paper.

在OFDM地表铺面和效果

如前所述,OFDM的主要缺点之一是很高peak-to-average功率比(地表铺面)。多个子载波呈指数增加,地表铺面的OFDM系统增加结果过去功率放大器的饱和水平[1]。传输的OFDM信号的数学模型可以表示为

(1)

k的数量分载体最终再,正义与发展党和bk的真实和虚构的成分复杂的调制符号的k分载体最终再分别。如果副载波的数量大,中心极限定理说,概率分布函数的大量随机变量之和的方法(同相正交相位)与零均值高斯分布和均方(方差)值1/2。自同步和正交组件都是高斯,Rayleigh-distributed绝对振幅。因此,高地表铺面是高子载波的建设性的叠加的结果值众多分载体最终再[4]。地表铺面参数在任何一个OFDM符号可以使用以下公式计算:

(2)

在E [。]表示期望值。

高地表铺面的影响:

在大引起的地表铺面在发射机的功率放大器使放大器从线性区域的操作,使非线性区域,压缩区域接近饱和。这些非线性引起光谱扩散,中介和失真的信号星座。换句话说,这将导致在乐队乐队的干扰信号。随着在带干扰的增加,误比特率(BER)增加主要是由于注入宽带噪声引起的剪切,以防扭曲的信号星座。带干扰造成干扰,相邻通道。因此,它是至关重要的操作功率放大器的线性区域。

多相互补码

存在大量的独立调节处于一个OFDM系统系统可以非常高的峰值相对于整个系统的平均值。这个比例的峰值平均功率值称为Peak-to-Average功率比这是OFDM的主要缺点,减少地表铺面在这里我们使用戈利互补码。代码或互补序列集的二进制代码的特点是传播属性的总和汽车相关序列表现出没有侧叶因此对应于一个单一的冲动在零偏移量。有一些基本编码规则一个一对互补码可以的基础建设2 ^ 6双互补码通过执行或不执行以下六个操作[6]:

1。交换两个系列

2。扭转和接合两个系列

3所示。改变的第二个系列

4所示。改变的第一个系列。

5。改变甚至订单在这两个系列的元素。

6。扭转和接合的第一个系列

多相互补码是一个序列互补性质,元素的相位参数。例如,使用的多相序列互补编码调制使用四个不同阶段的角度。互补码的最有趣的特性之一是,他们是一对的二进制序列的自相关的个人收益率序列零除了在零的转变。相同的属性也扩展到多相互补码[3]。此属性用于OFDM减少地表铺面。阶段的互补码生成过滤器是由延迟元素和蝴蝶如图1所示

延迟元素除了通过网络与单位增益频率,只贡献相移到传递函数。所以我们可以修改补充代码生成过滤器代替延迟注册段与另一个全通注册段有一个关联的任意相位旋转[6][8]。因此二元互补码的关系可以被重写,包括阶段导致多相互补码,如图2所示

(3)

序列的一对,a和b,每个长度N,补充以下财产必须真实

(4)

否则= 0,我≠0

一个序列的自相关函数的傅里叶变换是它的功率谱密度。因此,上述方程收益率的傅里叶变换,一个(ω)| | ^ 2 + | B(ω)| ^ 2 = 2 n, | |(ω)^ 2 | B(ω)| ^ 2个人功率谱密度分别为A和B。因此个人功率谱的最大值2 N是有限的,(例如)|(ω)| ^ 2≤2 N因此,假定序列等于团结的力量,平均|(ω)| ^ 2 = N因此,地表铺面≤2 N / N≤2可以得出结论,因此,利用多相互补码(PCC)地表铺面的值可以被限制在2的最大值。

互补编码OFDM

OFDM系统的地表铺面仅限于使用PCC 2的最大值。

互补编码应用的阶段设置复杂的正弦信号的傅里叶反变换(IDFT)的OFDM调制器[4]。在传输线的输出块形成的时间序列峰值均方值不大于平均均方值。因此峰值平均功率的信号是局限于2的最大值。

代的长度8 CC:

使用的调制方案是正交相移键控(QPSK)。所以四个正交相移编码阶段编码成原始数据。做相位编码的方法之一是将第一阶段应用于代码的所有交互元素,第二阶段的所有奇怪的甚至对第三阶段的所有奇怪的甚至是四胞胎和第四阶段是应用于整个代码见图4的滤波器结构。

δ函数作为输入,上面的路径之前第一批求和块单位增益。较低的路径有一个单元延时和相位旋转和阶段。上求和的输出块{1 + exp (j)}和较低的输出求和块{1 - exp (j)}。下一个全通滤波器银行单位增益在顶部路径和两个单位的延迟和相位旋转阶段[7]。上求和的输出块{1 + exp (j)}和较低的输出求和块{1 - exp (j)}。下一个全通滤波器银行单位增益在顶部路径和两个单位的延迟和相位旋转阶段[5]。上求和的输出块{1 + exp (j)}和较低的输出求和块{1 - exp (j)}。最后,一个共同的阶段是应用于整个序列。整个上下求和块的输出可以表示为公式如图所示:

CCK OFDM符号的形成可以通过矩阵方程进行描述。生成矩阵用于地图的各个阶段QPSK符号到副载波的阶段。多状态之间的关系和副载波相移键控数据点阶段阶段给出了矩阵方程:

代Length-16 CC

代码生成一个互补的length-16 5正交相移编码阶段映射到16副载波阶段。用于实现的滤波器结构这是图5所示。

过滤器的工作结构是相同长度8互补滤波器结构的代码。方程后每个阶段之间的关系可以很容易地计算出5正交相移编码输入阶段和16副载波阶段如下矩阵所示:

结果与讨论

图6显示了标准的时间序列OFDM和互补编码OFDM分组标准OFDM信号的峰值和平均值是0.6284和0.2220。因此,地表铺面价值标准OFDM信号几乎等于2.6。同样的峰值和平均值的0.25和0.1631编码OFDM信号,地表铺面的值几乎是等于√2。因此,地表铺面是大大减少。代码长度8互补序列的编码率是4/8,因为4个阶段的正交相移编码映射到8个阶段。

图7。显示了标准的概率振幅的交叉和互补编码OFDM信号。图显示的概率振幅编码OFDM信号的交叉√2是零而对于OFDM标准,有显著的概率振幅会划√2。

Fig.8显示了时间序列的互补编码OFDM分组和标准OFDM的概率振幅穿越,长度为2和length-16互补编码OFDM序列。峰值和平均值length-16互补编码OFDM序列分别为0.17765和0.11815。因此,地表铺面是1.4952。但问题length-16 CC OFDM序列编码率。编码率是5/16的地图5输入正交相移编码阶段16阶段。如此高的编码速率对低地表铺面的不是一个好的平衡。

结论

在本文中,我们分析了性能的地表铺面在OFDMA利用互补编码调制。这里我们使用长度8和长度-16互补码(子载波)应用,结果地表铺面减少小于3 db。分载体最终再增加数量,补充代码长度的增加也导致增加了复杂性。为了避免这个问题,分载体最终再分裂成小群体的数量和长度较短的代码是用于每个代码,这将导致低的地表铺面。e值几乎是等于√2。因此,地表铺面是大大减少。

数据乍一看


图1	图2	图3	图4	图5

图6	图7	图8	图8 b

引用

f·j·哈里斯和c·迪克?一个多功能滤波器结构生成和压缩二进制和多相互补码传播,?在Proc。特别提款权04抛光工艺。Conf.和产品博览会。,2004年。

彭日成Debin;哈尔滨机构的赵舒抛光工艺。哈尔滨;张宁吗?分析多相互补码的旁瓣高度通过theNon-ideal系统?在软件工程、人工智能、网络和并行/分布式计算,2007年。SNPD 2007。第八埃西斯国际会议(数量:3)。

f·j·哈里斯和r . Malthankar吗?改善OFDM信号的峰值平均功率比的控制与时间交错互补码相位调制?。圣地亚哥,圣地亚哥州立大学CA:。

j . Akhtman b z Bobrovsky和l . Hanzo Peak-to-average功率比降低OFDM调制解调器,?在Proc,第57 IEEE半年度阿明费。抛光工艺。职业训练局相依(? 03)2003年4月,2卷,第1188 - 1192页。

Saurav Kasera, Sumanth N对冲基金?一个简单的方法代码挖?在迈索尔IEEE-SJCE,印度,2004年4月。

(张,魏Chen Fanxin曾庆红,华吴,黎元洪钟? Z-Complementary集基于周期和非周期零相关区序列吗?EURASIP无线通讯和网络》杂志上2009年,2009:418026 doi: 10.1155 / 2009/418026

Sklar,数字通信吗?原理和应用,第二版。台北:普伦蒂斯霍尔,2001年。[3]r . van Nee和r·普拉萨德OFDM无线多媒体通信。诺伍德,MA: Artech房子,1999。

兰顿。(2004)。正交频分多路复用(OFDM)教程。(在线)。可用:http://www.complextoreal.com/chapters/ofdm2.pdf。

f .莫氏利施无线通信。新泽西州霍博肯:Wiley-IEEE出版社,2005年。