OFDM系统PAPR降低的TR方法与FPGA实现

"这篇论文探讨了降低OFDM（正交频分复用）系统PAPR（峰均功率比）的TR（载波保留）方法，并详细介绍了该方法的FPGA（现场可编程门阵列）实现。作者通过优化时域核函数矩阵的缩放参数，提出了一种迭代复杂度低且性能优良的改进TR算法。同时，设计了一个简化的OFDM发射机模型，以验证算法的实际应用效果，并在FPGA上实现了整个方案，经过硬件测试，证明了该方法能有效抑制OFDM系统的PAPR，具有良好的应用前景。" 正文: OFDM是一种广泛应用于无线通信系统，如Wi-Fi和4G/5G移动通信中的多载波调制技术。然而，OFDM的一个主要缺点是其较高的PAPR，这可能导致功率放大器的工作效率降低，增加系统功耗，并可能引起非线性失真。因此，降低OFDM信号的PAPR是通信领域的重要研究课题。 本文提出了一种改进的载波保留(TR)技术来解决这一问题。TR方法的基本思想是保留一部分子载波不进行数据传输，用以抵消可能产生的高功率峰值。俞平原和金数波在他们的研究中引入了时域核函数，构建了时域核函数矩阵，并对其缩放参数进行了优化，以改善算法的性能。这种优化使得算法在保持较低迭代复杂度的同时，能更有效地降低PAPR。 为了验证算法的有效性，作者设计了一个简化的OFDM发射机模型。这个模型考虑了实际系统中的关键组件，能够生成OFDM信号并应用改进的TR算法。FPGA作为可重构硬件平台，被选为实现此算法的载体，因为它提供了高效能和灵活性，适合于实时处理OFDM信号。 在FPGA上实现的OFDM发射机整体架构包括OFDM信号生成模块、TR算法处理模块以及与硬件测试相关的接口。其中，OFDM信号生成模块负责调制和复用数据，TR算法处理模块则利用优化的时域核函数对信号进行处理，以降低PAPR。硬件测试结果证实，通过这种方法，OFDM信号的峰均功率比得到了显著降低，证明了该TR算法的正确性和实用性。 这项工作为OFDM系统PAPR的降低提供了一种新的解决方案，尤其是在考虑硬件实现方面，它展示了FPGA在处理这类复杂算法上的潜力。未来的研究可能会进一步优化算法，提高处理速度，或者探索更高效的硬件实现策略，以适应不断发展的高速无线通信需求。