PDF《一种降低电力线正交频分复用系统峰均比的方法》

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1 一种降低电力线正交频分复用系统峰均比的方法 肖丽萍,梁燕(燕山大学信息科学与工程学院,河北省秦皇岛市

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0 4 ) 摘要:针对传统选择性映射( S LM) 降低正交频分复用( O F DM) 系统峰均比( P A P R) 方法存在计算 复杂度高、 需传输边带信息降低了有效数据的传输速率等缺点, 文中提出了一种无需传送边带信息 的改进S LM 方法, 具有频带利用率高、 复杂度低的优点.该方法首先将四进制数据进行环形映 射, 经串并转换和数据分割后, 再经相位因子旋转, 将原来的一个星座点映射到环形圆上的互不重 合的多个点上.快速傅里叶逆变换( I F F T) 后, 对其中一个子块进行循环移位, 并与另一个子块重 新组合, 可以产生更多的候选信号, 选PAPR最小的进行传输, 进一步降低了高 P A P R 出现的概 率.仿真表明, 改进的方法能更有效地降低电力线 O F DM 系统的 P A P R 和误符号率. 关键词:电力线通信;

正交频分复用;

峰均比;

边带信息;

选择性映射;

误符号率 收稿日期:

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修回日期:

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0 引言 电力线通信技术是采用电力线传送数据的一种 通信方式.由于电力线具有覆盖范围广、 连接方便 等优点, 用其作为传输媒质有着广泛的应用前景和 经济价值[

1 ] .然而, 电力线通信信道传输环境恶劣, 具有信号衰减剧烈、 噪声大、 干扰多等特点.正交频 分复用( O F DM) 技术, 由于具有频谱利用率高、 能有 效抑制符号间干扰( I S I ) 、 抵抗多径干扰和频率选择 性衰落等显著优点[ 2] , 很适合用在电力线上实现高 速数据传输, 已作为基本的传输技术被家庭插电联 盟( H o m e P l u g ) [

3 ] 、 国际电信联盟( I TU - T) [ 4] 、 美国 电气和 电子工程师协会(IEEE) [ 5] 等采用.然而, O F DM 系统中传输信号具有高峰均比( P A P R) [ 6] , 这就对发射机中的放大器提出了很高的线性要求, 当放大器的线性范围不能满足信号变化时, 就会对 动态范围较大的信号产生非线性失真, 破坏子信道 信号间的正交性, 产生子载波相互间的干扰, 使系统 性能恶化.因此, 降低信号的峰均比是 O F DM 系统 的关键技术之一. 目前, 降低 O F DM 系统峰均比的方法主要包括 预畸变技术[

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9 ] 、 编码类技术[

1 0] 和概率类技术[

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1 7] 等3种.其中, 预畸变技术方法简单、 易实现, 但信 号经过放大器之前需要进行非线性处理, 这样会引 入带内失真和带外辐射, 增加系统的误符号率(SER) .编码类技术不会使信号畸变, 但此类技术 计算复杂度很高而且传输码率低.概率类技术主要 有选择性映射( S LM) 、 部分传输序列等, 该类技术 着眼于减小大峰值功率信号出现的概率, 不会引入 信号失真且不受载波数目的影响, 但此类技术计算 量较大且需传送边带信息, 降低了数据的传输速率. 为提高概率类技术的传输效率, 出现了许多改进方 案[

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2 0] .文献[

1 8 ] 将边带信息嵌入到发送信号中, 避免单独传边带信息, 提高了传输效率, 但需加大信 号发射功率, 降低了功率效率;

文献[

1 9 ] 用相位旋转 对发送信号加扰, 无需传送边带信息, 传输效率提 高, 但接收端需用相位估计算法判决加扰的旋转相 位, 增加了系统计算复杂度;