新型16QAM周期互补序列设计与OFDM同步优化

本文主要探讨了新型互补序列在正交频分复用（OFDM）系统中的重要应用，特别是针对OFDM系统中常见的两个关键问题：峰均比（PAPR）过高的降低方法和对定时偏移的同步改进。首先，OFDM作为一种多载波通信技术，因其抗干扰能力和高频谱效率而被广泛应用，但也面临着PAPR过高和对定时同步要求高的挑战。为了降低PAPR，传统的技术包括信号预畸变、概率类和编码类方法，其中编码类技术如互补序列由于其优良的相关性、无旁瓣和简单的结构，成为了研究焦点。 16QAM周期互补序列因其更高的数据传输速率，成为研究的热点。作者参考了Zeng等人的工作，他们提出了基于四元序列的16QAM周期互补序列设计，通过交织技术进一步优化。这些序列用于OFDM系统的信号处理中，可以有效减少PAPR，同时保持信号质量不受损。在OFDM系统的定时同步方面，传统方法如Schmidl、Minn和Park算法通常使用PN序列，但存在副峰值高和“平坦区”的问题。Das等人对此进行了改进，提出基于CAZAC序列的定时度量函数，Ren则结合CAZAC和PN序列提出加权同步算法，提高了同步精度但增加了计算复杂性。 本文创新地提出了一种新型的16QAM周期互补序列构造方法，这种方法利用完备序列和Hadamard正交矩阵，构建了更灵活且参数丰富的序列。这种序列的自相关特性有助于降低PAPR，同时结合CAZAC序列设计的训练序列，采用了共轭对称结构，使得同步算法的复杂度得以降低。通过仿真结果验证，这种改进算法在低信噪比下仍能实现准确同步，副峰对主峰的影响较小，均方根误差减小，显著提高了系统的定时精度。 因此，新型周期互补序列的应用不仅有效解决了OFDM系统PAPR过高的问题，还提升了系统的同步性能，对于提升OFDM系统的整体性能具有重要意义。这种创新的技术为未来的无线通信系统提供了新的解决方案，有助于推动通信技术的发展。