SCMA Codebook Design
多载波CDMA是一种多址接入方案,其中通过使用通常复杂的扩频序列将调制的QAM符号扩频到OFDMA音调上。实际上,QAM符号在多个音调上重复。低密度签名(LDS)是一个版本的CDMA与低密度扩频序列,使我们能够利用一个接近最佳的消息传递算法(MPA)的接收机与实际可行的复杂性。稀疏码多址(SCMA)是一种基于多维码本的非正交扩频技术。在SCMA中,比特到QAM符号的映射和扩展的过程被组合在一起,并且输入比特被直接映射到SCMA码本集合的多维码字。每个层具有其专用码本。与LDS中QAM符号的简单重复相比,多维星座的成形增益是性能改进的主要来源之一。同时,与LDS一样,由于SCMA码字的稀疏性,SCMA享有低复杂度接收技术。本文提出了一种系统的方法来设计SCMA码本主要基于格型星座的设计原则。仿真结果表明,SCMA的性能增益相比,LDS和OFDMA。
2014-08-15 cs.IT math.IT
Comparison of the Achievable Rates in OFDM and Single Carrier Modulation with I.I.D. Inputs
我们比较了单载波和OFDM调制方案中的最大可实现速率,在i.i.d.的实际假设下。有限字母输入和具有加性高斯噪声的线性ISI。我们表明,Shamai-Laroia近似作为两个速率之间的桥梁:虽然众所周知,这种近似往往是一个下界的单载波可实现的速率,它被发现也基本上是上界的OFDM可实现的速率。我们应用信息估计关系,以严格建立这一结果的一般输入分布和锐化它常用的PAM和QAM星座。为此,新的界限PAM输入标量高斯信道的MMSE估计推导,这可能是普遍的兴趣。我们的研究结果表明,在合理的假设下,最佳的单载波方案可以提供显着优于OFDM的频谱效率,激励这种系统的进一步研究。
2014-11-01 cs.IT math.IT
On Low Complexity Detection for QAM Isomorphic Constellations
尽管与香农容量存在已知的差距,但几个标准仍然采用QAM或星形星座,主要是由于现有的低复杂度检测器。在本文中,我们研究了一个家庭的QAM同构星座的低复杂度检测。已知这些星座的性能非常接近峰值功率受限容量,优于DVB-S2 X标准星座。所提出的策略是首先使用现有的同构将接收到的信号重新映射到QAM星座,然后将对数似然比计算分解为两个一维PAM星座。在峰值功率受限的信道上可以获得大于0.6dB的相对于QAM的增益,而不增加检测复杂度。我们的方案还提供了一个系统的方法来设计星座与低复杂度的一维检测器。最后讨论了几个有待解决的问题。
2017-04-18 cs.IT math.IT
Optimum Spectrum Extension for PAPR Reduction of DFT-s-OFDM
Huawei Technologies Sweden AB(华为技术有限公司瑞典分公司)
本文提出通过优化频谱扩展大小来降低DFT-s-OFDM的PAPR并提高传输速率,根据FDSS窗口和信噪比进行个性化配置。
2026-02-25 cs.IT eess.SP math.IT
Improved Peak Cancellation for PAPR Reduction in OFDM Systems
本文提出了一种改进的峰值抵消(PC)方案,用于降低正交频分复用(OFDM)系统中的峰均功率比(PAPR)。其主要思想是基于串行峰值消除(SPC)模式,以减轻传统方案的峰值再生。基于SPC模式,提出了两种在峰均比和计算复杂性之间进行不同折衷的算法。仿真结果表明,该方案在峰均比、复杂度和信号失真之间取得了较好的折衷。
2011-01-12 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for OFDM-Based Wire-Tap Channels with Arbitrarily Distributed Inputs
在本文中,我们研究的功率分配,最大化的保密率的正交频分复用(OFDM)系统在任意分布的输入。考虑到通常假设的高斯输入是不现实的,我们专注于保密系统与更实际的离散分布式输入,如PSK,QAM等,而高斯分布的输入实现的保密率是凹的发射功率,我们已经发现并严格证明,保密率是非凹下的任何离散输入。因此,传统的凸优化方法不再适用。为了解决这个非凹功率分配问题,我们提出了一个有效的算法。其与最优性的差距以$O(1/\sqrt{N})$的速率渐近地消失,并且其复杂度以O(N)的数量级增长,其中$N$是子载波的数量。数值结果说明了所提出的算法的有效性。
2011-08-14 cs.IT math.IT
Distributions of Upper PAPR and Lower PAPR of OFDM Signals in Visible Light Communications
可见光通信中的正交频分复用(OFDM)技术继承了射频通信中OFDM技术峰均功率比(PAPR)高的缺点。实值VLC-OFDM信号的上峰值功率和下峰值功率都受到发光二极管(LED)动态约束的限制。VLC-OFDM的效率和传输功率与其上峰均功率比(UPAPR)和下峰均功率比(LPAPR)直接相关。本文将推导出UPAPR和LPAPR的互补累积分布函数(CCDF),并研究UPAPR和LPAPR的联合分布。
2014-02-11 cs.IT math.IT
Power Allocation and Time-Domain Artificial Noise Design for Wiretap OFDM with Discrete Inputs
从信息论的角度出发,在已有的工作中研究了高斯信道输入下正交频分复用(OFDM)窃听信道的最优功率分配问题。然而,这些结果对于实际系统设计是不够的。一个原因是在当前实际的无线系统中部署离散信道输入(诸如正交幅度调制(QAM)信号)而不是高斯信道输入,以维持适度的峰值传输功率和接收机复杂度。本文研究了离散信道输入下OFDM窃听信道的功率分配和人工噪声设计。我们首先证明了离散信道输入的保密率函数是关于传输功率的非凹函数。为了解决相应的非凸保密率最大化问题,我们开发了一个低复杂度的功率分配算法,它产生了一个对偶间隙减少的顺序为O(1/ \sqrt{N}),其中N是OFDM的子载波的数量。然后,我们表明,独立的频域人工噪声不能提高单天线窃听信道的保密率。为此,我们提出了一种新的时域人工噪声的设计,利用时间的自由度提供的OFDM系统的循环前缀{干扰窃听者和提高保密率,即使在发射机的单个天线}。数值结果表明,所提出的设计方案的性能。
2013-04-26 cs.IT math.IT
The Problem of Peak-to-Average Power Ratio in OFDM Systems
正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)以其高比特率、抗多径干扰能力强、频谱利用率高等优点被广泛应用于各种数字通信系统中,但其发射信号的峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)较高。降低OFDM系统的峰均功率比对于避免信号质量下降具有重要意义。目前,峰均比问题是一个活跃的研究领域,在本文中,我们提出了几种技术和数学分析。并列举了它们的优缺点,为读者提供了峰均比问题的实际情况。
2015-03-28 cs.IT math.IT
Comparative Performance Analysis of Different Modulation Techniques for PAPR Reduction of OFDM Signal
在最新的无线通信领域中使用的最重要的多载波传输技术之一被称为正交频分复用(OFDM)。它有几个特点,如提供更大的抗多径衰落和脉冲噪声,消除符号间干扰(ISI)和载波间干扰(ICI)使用保护间隔称为循环前缀(CP)。OFDM信号的一个常见问题是峰均功率比(PAPR)很高,峰均功率比定义为OFDM信号的峰值功率与平均功率之比。在正交相移键控(QPSK)和正交幅度调制(QAM)的情况下,与现有的方法相比,我们先前的幅度限幅和滤波技术的改进设计显著降低了PAPR的量,而略微增加了比特出错率(BER)。本文研究了不同的高阶调制技术的比较性能分析的设计。
2014-06-11 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Design of Spectrally-Constrained OFDM Sequences and Mismatch Filter With PAPR Constraint
具有低相关旁瓣电平(SLCL)的OFDM序列在许多5G无线系统中是期望的。本文在频谱和峰均功率比(PAPR)约束下,通过联合设计OFDM序列和失配滤波器来实现SLCL。具体而言,我们制定的优化问题,最大化的OFDM序列和失配滤波器之间的互相关的峰值旁瓣比(PSLR),受到几个实践的限制。为了解决非凸问题,提出了一种高效的交替优化算法(AltOpt).数值仿真结果验证了所提算法的有效性。
2022-11-26 cs.IT math.IT
PAM-6 Coded Modulation for IM/DD Channels with a Peak-Power Constraint
编码调制与概率幅度成形(PAS)被认为是强度调制/直接检测信道与发射机峰值功率约束。PAS用于将比特映射到均匀的PAM-6分布,并且在每个信道使用高达约2.3比特的速率时优于PAM-8。具有PAS的PAM-6在比特度量软解码和硬解码之后也分别优于十字形QAM-32星座高达1 dB和0.65 dB。提出了一种基于成帧的十字形QAM-32星座的替代PAM-6方案,该方案显示出类似的增益。
2021-04-29 cs.IT math.IT
Trellis Pruning for Peak-to-Average Power Ratio Reduction
本文提出了一种新的网格修剪方法,该方法使用非线性卷积编码来降低滤波QPSK和16-QAM调制的峰均功率比(PAPR)。奈奎斯特滤波器被视为直接控制滤波器输出的模拟波形的卷积编码器。修剪编码器网格的一些边缘可以有效地降低PAPR。唯一的折衷是稍低的信道容量和增加的复杂性。本文给出了修剪行为和由此产生的PAPR的仿真结果,并讨论了滤波和修剪的QPSK和16-QAM调制在AWGN信道上的解码算法和容量。仿真结果表明,该方法在不影响系统容量的前提下,有效地降低了系统的峰均比。
2005-11-08 cs.IT math.IT
Performance Improvement of OFDM System Using Iterative Signal Clipping With Various Window Techniques for PAPR Reduction
OFDM信号表现出被称为峰均功率比(PAPR)的高波动OFDM系统的问题是时域信号中经常出现峰值,从而降低了发射端大功率放大器的效率。本文讨论了一种易于实现的削波滤波技术,它通过削波最大功率信号的峰值来降低峰均比。该技术削波OFDM系统的峰值,从而降低了发射端大功率放大器的效率。本文首先给出了一种基于带外辐射的带外滤波器的设计方法,将信号的峰均比(PAPR)降低到一个预定的阈值,并利用滤波器消除带外辐射,然后分析了不同滤波器对PAPR的影响,重点研究了采用迭代限幅滤波方法降低PAPR的方法。分析了不同调制技术的符号出错率性能,每个限幅噪声样本乘以窗函数(如Hanning,Kaiser或Hamming)以抑制带外噪声,表明限幅和不同的滤波技术可以改善SER性能,进一步降低PAPR。
2014-02-07 cs.IT math.IT
ACO-OFDM-Specified Recoverable Upper Clipping With Efficient Detection for Optical Wireless Communications
正交频分复用(OFDM)技术的高峰均功率比(PAPR)严重影响了无线光通信系统的性能。提出了一种改进的非对称限幅光正交频分复用(ACOOFDM),通过引入可恢复的上限幅(RoC)过程,降低了PAPR。虽然一些信息被剪切由一个预定的峰值阈值,剪切的错误信息被保留和重新定位在我们提出的方案,这是命名为RoC-ACO-OFDM,而不是简单地被丢弃在传统的方案。所提出的方法充分利用了ACO-OFDM信号在时域中的特定结构,其中OFDM符号内的一半位置被强制为零。零值位置用于携带限幅误差信息。此外,我们相应地提出了一个最佳的最大后验概率(MAP)检测RoC-ACO-OFDM系统。为了便于RoC-ACO-OFDM在实际应用中的使用,进一步开发了一种有效的检测方法,具有接近最佳的性能。仿真结果表明,与传统方法相比,本文提出的RoC-ACO-OFDM系统在保持较好的误比特率出错率性能的同时,实现了较好的PAPR降低。
2015-01-13 cs.IT math.IT
Golay Layer: Limiting Peak-to-Average Power Ratio for OFDM-based Autoencoders
在这项研究中,我们提出了一个基于OFDM的自动编码器(OFDM-AE)的可微层,以避免高瞬时功率,而无需正则化训练过程中使用的成本函数。所提出的方法依赖于通过深度神经网络(DNN)产生互补序列(CS)的一组函数的参数的操作。我们保证每个OFDM-AE符号的峰均功率比(PAPR)小于或等于3 dB。我们还展示了如何规范化的平均功率使用的功能,除了PAPR。所引入的层允许辅助参数,其允许控制频域中的幅度和相位偏差。数值结果表明,在发送端和接收端的DNN可以在该保护层下以牺牲复杂度为代价实现可靠的通信。
2020-02-18 cs.IT eess.SP math.IT
Mapper Side Geometric Shaping for QAM Constellations in 5G MIMO Wireless Channel with Realistic LDPC Codes
在无线通信系统中,存在用于信号传输的许多阶段。其中,映射和解映射将比特序列转换为复数序列,反之亦然。这个操作是由星座系统来完成的--由复平面上的一组标记点来完成。通常,星座的几何形状是固定的,并且星座点是均匀间隔的,例如,相同的正交幅度调制(QAM)用于宽范围的信噪比(SNR)。通过消除星座的一致性,可以实现更大的容量值。由于当前标准的限制,很难在映射器或解映射器侧改变星座。在这种情况下,可以使用原始方法仅在映射器或解映射器侧优化星座。通过容量的数值计算,说明了最佳几何星座的选择依赖于信噪比。通过最大化互信息(MI)来进行优化。MI函数描述通过具有最佳编码的信道传输的信息量。为了证明这种方法的有效性,我们使用现实的LDPC码和MIMO 5G OFDM信道在现代物理级Sionna仿真器中提供了数值实验。
2023-03-05 cs.IT cs.NI eess.SP
Performance Analysis of Error Control Coding Techniques for Peak-to-Average Power Ratio Reduction of Multicarrier Signals
对高数据率移动通信服务的日益增长的需求将不可避免地推动未来的宽带移动通信系统朝着实现超过100 Mbps的数据传输率的方向发展。能够满足这种对高数据率移动通信服务的需求的有前景的技术之一是正交频分复用(OFDM)传输技术,其属于多载波调制系统的一般类别。OFDM是一种频谱效率高的调制技术,它可以在多径衰落信道上实现高速数据传输,而不需要强大的均衡技术。然而,为这种高频谱效率和不太密集的均衡付出的代价是低功率效率。OFDM信号由于具有较高的峰均功率比(PAPR)而对非线性效应非常敏感,这导致发射机的RF部分中的功率效率低下。分析了OFDM符号的非周期自相关与峰均比的关系。本文还对OFDM信号的各种信道编码技术的峰均比降低性能进行了比较研究。在我们的研究中,我们考虑了汉明码,循环码,卷积码,Golay和Reed-Muller码。结果表明,每种信道编码技术具有不同的PAPR降低性能。已经识别出具有最高PAPR降低值的编码技术,以及关于每个码的PAPR降低性能的说明。
2012-09-21 cs.IT math.IT
On the Shift Value Set of Cyclic Shifted Sequences for PAPR Reduction in OFDM Systems
正交频分复用(OFDM)信号具有很高的峰均功率比(PAPR),当OFDM信号通过非线性高功率放大器(HPA)时会产生失真。部分发送序列(PTS)方案是降低峰均比的典型方法之一。循环移位序列(CSS)方案是从PTS方案演化而来的,以提高PAPR降低性能,其中OFDM信号序列被循环移位并组合以生成替代OFDM信号序列。CSS方案中的移位值(SV)集合应该被仔细选择,因为它们与CSS方案的PAPR降低性能密切相关。在这封信中,我们提出了一些标准来选择好的SV集,并通过模拟验证其有效性。
2015-06-23 cs.IT math.IT
Brightness Control in Dynamic Range Constrained Visible Light OFDM Systems
可见光通信(VLC)系统可以经由发光二极管(LED)同时提供照明和通信。在VLC系统中传输的正交频分复用(OFDM)波形将具有高的峰均功率比(PAPR)。由于发射LED是动态范围受限的,OFDM信号必须被缩放和偏置以避免非线性失真。亮度控制是照明功能的基本功能。在本文中,我们将分析动态范围受限的可见光OFDM系统的性能与偏置调整和脉宽调制(PWM)的方法。我们将研究PWM的占空比和正向比之间的权衡,并找到最佳的正向比,以最大化可实现的遍历速率。
2014-01-06 cs.IT math.IT
New Codes for OFDM with Low PMEPR
本文提出了一种新的峰均包络功率比(PMEPR)严格控制的正交频分复用(OFDM)码。我们确定了一个新的家庭的序列发生在互补集,并表明,这样的序列形成子集的一个新的推广的里德-穆勒码。与以前的建设,我们提出了一个紧凑的描述,这样的代码,这使得他们适合更大的块长度。我们还证明了一些先前的构式只是作为特例出现在我们的构式中。
2005-08-03 cs.IT math.IT
Suppressing Alignment: Joint PAPR and Out-of-Band Power Leakage Reduction for OFDM-Based Systems
正交频分复用(OFDM)固有地遭受两个主要缺点:高的带外(OOB)功率泄漏和高峰均功率比(PAPR)。本文提出了一种新的方法,称为抑制对齐的OOB功率泄漏和PAPR的联合降低。所提出的方法利用由循环前缀(CP)(OFDM系统中的必要冗余)提供的时间自由度来生成抑制信号,当将该抑制信号添加到OFDM符号时,导致OOB功率泄漏和PAPR两者的显著降低。此外,为了不对OFDM符号携带的信息数据造成任何干扰,所提出的方法利用无线信道来在OFDM接收机处将抑制信号与CP持续时间完美地对准。本质上,保持与传统OFDM相似的比特出错率(BER)性能,而不需要接收机结构的任何改变。
2016-06-10 cs.IT math.IT
Low Complexity Null Subcarrier-Assisted OFDM PAPR Reduction with Improved BER
在这封信中,我们提出了一个低复杂度的数据空子载波切换为基础的正交频分复用(OFDM)系统的峰均功率比(PAPR)降低方案,它提供了改善的比特出错率。我们执行的数据和空子载波之间的切换,在这样的方式,任何两个切换的空子载波之间的距离保持不变。该方法可以实现高达3dB的信噪比增益,并摆脱了超过98%的传统系统的系统复杂度,与轻微的妥协的PAPR降低能力。
2018-03-31 cs.IT math.IT
Low-PMEPR Preamble Sequence Design for Dynamic Spectrum Allocation in OFDMA Systems
具有动态频谱分配(DSA)的正交频分多址(OFDMA)能够提供宽范围的数据率要求。该文在DSA的背景下,研究了具有低峰值平均包络功率比(PMEPR)特性的OFDMA系统中前导序列的设计。我们提出了一个系统的前导码序列设计,这可能会导致非连续频谱分配的低PMEPR。借助Golay-Davis-Jedwab(GDJ)序列,提出了两类前导序列。我们证明了他们的PMEPR的上限为4的任何DSA超过一块四个连续的资源块。
2020-02-17 cs.IT math.IT
On the Phase Sequences and Permutation Functions in the SLM Scheme for OFDM-IM Systems
在具有索引调制的正交频分复用(OFDM-IM)中,活动子载波可以通过调制符号以及它们的索引来传送信息比特。OFDM-IM以其高能效的特点吸引了研究者的广泛关注。然而,OFDM-IM系统继承了传统OFDM信号的峰值平均功率比(PAPR)较大的缺点,而选择映射(SLM)技术是一种无失真、具有良好PAPR抑制能力、易于在OFDM-IM系统中应用的PAPR抑制技术。在用于OFDM-IM系统的SLM中,在应用快速傅立叶逆变换(IFFT)之前,相位序列在频域中旋转OFDM-IM块。此外,在SLM中相位序列的乘法之前,可以容易地引入频域中的置换。本文研究了OFDM-IM系统中SLM方案中的相位序列集(PSS)和置换函数;首先,分析了置换效率与有效子载波数的关系。其次,推导了PSS和置换函数的最优条件,并通过仿真进行了验证。
2020-01-06 cs.IT math.IT
$M$-QAM Precoder Design for MIMO Directional Modulation Transceivers
随着服务需求的持续增加,频谱高效的多天线无线通信系统是一个关键挑战。与此同时,为无线电接入网络供电正面临环境和监管限制。为了实现更高的功率效率,我们通过考虑$M$星座,特别是利用$M=4,8,16,32$,设计了定向调制预编码器。首先,扩展的检测区域被定义为所需的星座使用解析几何。然后,星座点被放置在这些区域的最佳位置,同时与传统的$M$ -QAM调制一样保持到相邻星座点和检测区域边界的最小欧几里德距离。为了进一步提高功率效率和类似于高SNR下固定设计的出错率,针对$M=16,32$星座的内部点对松弛检测区域进行建模。模型化的扩展和放松的检测区域以及调制特性被用来制定符号级预编码器的设计问题,定向调制,以最小化传输功率,同时保持在目的地所需的最小信噪比。此外,扩展和放松的检测区域用于预编码器设计,以最小化每个功率放大器的输出。我们将设计问题转化为凸问题,并设计了一个内点路径跟踪迭代算法来解决上述问题,并提供了详细的参数和起点的初始值。结果表明,与基准方案相比,该方法在较宽的信噪比范围内具有更好的功率和峰值功率降低以及符号出错率降低性能。
2018-11-24 cs.IT math.IT
A New Low-Complexity Selected Mapping Scheme Using Cyclic Shifted IFFT for PAPR Reduction in OFDM Systems
基于选择映射(SLM)方案,提出了一种新的降低正交频分复用(OFDM)系统峰均功率比(PAPR)的方法。所提出的SLM方案通过在快速傅里叶逆变换(IFFT)的中间阶段循环移位每个子块中的连接来生成替代OFDM信号序列。与传统的SLM方案相比,所提出的SLM方案实现了类似的PAPR降低性能,具有更低的计算复杂性和没有比特出错率(BER)的恶化。通过数值分析验证了所提出的SLM方案的性能。此外,它示出了所提出的SLM方案具有最低的计算复杂性在现有的低复杂度SLM方案中,利用在IFFT的中间阶段的信号。
2012-03-23 cs.IT math.IT
Adaptive Generation Method of OFDM Signals in SLM Schemes for Low-complexity
有许多选择映射(SLM)方案来降低正交频分复用(OFDM)信号的峰均功率比(PAPR)。从传统的SLM方案开始,已经提出了许多低复杂度的SLM方案,典型地包括Lim的、Wang的和Wangley的SLM方案。本文提出了一种SLM方案中OFDM信号的自适应生成方法。通过自适应地生成替代OFDM信号,可以去除SLM方案的不必要的计算复杂性,而不会降低它们的PAPR降低性能。在本文中,我们应用AG方法的各种SLM计划,这是传统的SLM计划和其低复杂度的版本,如林的,王的,和Zeroely的SLM计划。当然,AG方法可以很容易地应用于大多数现有的SLM方案。数值结果表明,AG方法可以大大降低它们的计算复杂性。
2012-08-31 cs.IT math.IT
On the Peak-to-Average Power Ratio Reduction Problem for Orthogonal Transmission Schemes
无线通信系统中传输信号的高峰值导致浪费的能量消耗和带外辐射。然而,降低峰值通常以一些其他资源为代价。我们提供了一个理论上的贡献,了解峰值降低和由此产生的成本信息率之间的关系。特别是,我们解决的峰值和分配用于信息传输的传输信号的比例之间的关系时,使用称为音调预留的策略。我们表明,当使用音调保留在OFDM和DS-CDMA系统中,如果一个峰均功率比标准总是满足,那么可以分配用于信息传输的传输信号的比例必须趋于零。我们调查这两个系统的有限和无限基数集的属性。我们目前的属性,OFDM和DS-CDMA共享的共同点,以及它们根本不同的方式。
2012-08-27 cs.IT math.IT
Wireless Information and Power Transfer in Multiuser OFDM Systems
本文研究了下行多用户正交频分复用(OFDM)系统中同时进行无线信息和功率传输(SWIPT)的优化设计。对于信息传输,我们考虑两种类型的多址方案,即时分多址(TDMA)和正交频分多址(OFDMA)。在接收器侧,由于用于从无线电信号收集能量的电路还不能直接解码所携带的信息的实际限制,每个用户应用时间切换(TS)或功率分割(PS)来协调能量收集(EH)和信息解码(ID)过程。对于基于TDMA的信息传输,我们在接收端采用TS;对于基于OFDMA的信息传输,我们在接收端采用PS。在上述两种情况下,我们通过改变时间/频率功率分配以及TS或PS比来解决最大化所有用户的加权和速率的问题,受到每个用户的最小收获能量约束以及峰值和/或总传输功率约束。对于TS方案,通过适当的变量变换,将问题转化为凸问题,并利用Lagrange对偶方法得到了最优功率分配和TS比。对于PS方案,我们提出了一种迭代算法来优化每个用户的功率分配,子载波(SC)分配和PS比。这两个计划的性能进行了比较,以及分析的特殊情况下,单用户设置。结果表明,施加在每个OFDM SC的峰值功率约束,以及在系统中的用户数量起着关键作用的速率-能量性能的比较,由两个建议的计划。
2014-02-13 cs.IT math.IT
Reducing Cubic Metric of Circularly Pulse-Shaped OFDM Signals Through Constellation Shaping Optimization With Performance Constraints
针对发射机高功率放大器效率需求,本文提出带性能约束的星座整形优化方法,以进一步降低CPS-OFDM信号的CM,并改善频谱再生与频谱效率。
2018-05-20 cs.IT math.IT
A Desired PAR-Achieving Precoder Design for Multi-User MIMO OFDM based on Concentration of Measure
针对正交频分复用系统中的多用户多输入多输出(MIMO)无线通信,提出了一种MIMO预编码方案,该方案以最小的接收信噪比(SNR)降低代价提供期望的峰均功率比(PAR)。通过利用测度的集中性,我们建立了一个对所需PAR有约束的凸问题。因此,所提出的方案几乎完全达到所需的平均PAR,并渐近达到所需的PAR在其互补的累积分布函数的0.001点,作为子载波的数量增加。
2016-11-01 cs.IT math.IT
Hadamard Coded Modulation: An Alternative to OFDM for Optical Wireless Communications
正交频分复用(OFDM)是一种易受信源、信道和放大器非线性影响的调制技术,因为它具有较高的峰均比(PAPR)。随着OFDM信号的平均功率的增加,失真变得更糟,因为大部分信号受到非线性的影响。在本文中,我们介绍了阿达玛编码调制(HCM),使用快速沃尔什-阿达玛变换(FWHT)调制数据作为一种替代技术,OFDM直接检测无线光系统。该技术由于其小的PAPR而被示出对于高平均光功率场景具有更好的性能,并且可以在两种场景中代替OFDM使用:1)在需要高平均光功率的光学系统(诸如可见光通信(VLC))中,以及2)在不受平均功率约束的光学无线系统中,对于该光学无线系统,与OFDM相比,HCM实现更低的比特出错率(BER)。HCM的功率效率可以通过在不丢失任何信息的情况下去除信号的DC偏置的一部分来提高。以这种方式,所发送的信号的幅度减小,并且信号变得对非线性不太敏感。交织可以应用在HCM上,通过将干扰均匀地分布在所有符号上,使所得信号抵抗色散信道中的符号间干扰(ISI)效应。
2014-04-04 cs.IT math.IT
DeepOFW: Deep Learning-Driven OFDM-Flexible Waveform Modulation for Peak-to-Average Power Ratio Reduction
School of Electrical and Computer Engineering, Ben-Gurion University of the Negev(本· Gurion 内盖夫大学电气与计算机工程学院)
本文提出DeepOFW框架,通过深度学习驱动设计低复杂度硬件的OFDM灵活波形,降低PAPR并提升BER性能,同时提供开源实现以促进研究与应用。
2026-03-15 cs.IT cs.LG eess.SP
A Direct and Generalized Construction of Polyphase Complementary Set with Low PMEPR and High Code-Rate for OFDM System
正交频分复用(OFDM)系统的一个主要缺点是其高的峰均包络功率比(PMEPR)。PMEPR问题可以通过采用由具有低PMEPR的互补序列组成的大码本来解决。提出了一种利用广义布尔函数(GBF)构造多相互补集(CS)的新方法,它推广了Schmidt在2007年的构造、Paterson在2000年的构造以及Davis和Jedwab在1999年给出的Golay互补对(GCPs).与Schmidt的方法相比,我们提出的CS导致更低的PMEPR与更高的码率从高阶($\geq 3$)GBF构造的序列。我们得到多相互补序列的最大PMEPR的$2^{k+1}$和$2^{k+2}-2M$,其中$k,M$是非负整数,可以很容易地从GBF与CS。
2020-06-23 cs.IT math.IT
Performance Improvement of PAPR Reduction for OFDM Signal In LTE System
正交频分复用(OFDM)是无线通信领域的一个新兴研究领域。它是当今广泛用作宽带有线和无线应用的最熟练的多载波传输技术之一,具有多个属性,例如对多径衰落和脉冲噪声提供更大的免疫力,消除符号间干扰(ISI),载波间干扰(ICI)以及对均衡器的需求。OFDM信号具有高峰均功率比(PAPR)的一般问题,高峰均功率比(PAPR)被定义为OFDM信号的峰值功率与平均功率的比率。高PAPR的缺点是功率放大器(PA)和数模转换器(DAC)的动态范围。本文提出并实现了一种改进的限幅滤波方法,与现有的方法相比,该方法在降低峰均比的同时,误码率略有提高。此外,将涵盖不同参数的比较研究。
2014-03-14 cs.IT cs.NI math.IT
Capacity and Modulations with Peak Power Constraint
实际的通信信道经常受到除平均功率之外的输入约束,诸如峰值功率约束。为了比较不同星座的可实现速率以及在这样的约束下的信道容量,适当地考虑这些约束是至关重要的。在本文中,我们提出了一种直接的方法来比较实际的输入星座和容量的限制下的可实现的速率。作为一个例子,我们研究了离散时间复值加性高斯白噪声(AWGN)信道的峰值功率约束下的容量与相移键控(PSK)和正交幅度调制(QAM)输入星座的可实现的速率进行比较。
2011-05-16 cs.IT math.IT
Complementary Sets, Generalized Reed-Muller Codes, and Power Control for OFDM
在正交频分复用(OFDM)传输中,使用纠错码严格控制的峰均包络功率比(PMEPR)被认为是在这个对应关系。通过推广Paterson的结果,可以看出每个长度为2^m的q相(q是偶数)序列都位于大小为2^{k+1}的互补集中,其中k是一个非负整数,可以很容易地从与序列相关的广义布尔函数中确定。对于较小的k,这个结果为长度为2^m的q相序列的PMEPR提供了一个合理的紧界。然后,将经典Reed-Muller码的一个新的2^h元推广与互补集上的结果一起使用,以导出具有低PMEPR的灵活的OFDM编码方案。这些代码包括戴维斯和Jedwab开发的代码作为特例。在某些情况下,本通信中的代码类似于帕特森的代码结构,并且往往优于它们。
2006-11-30 cs.IT math.IT
The Method of Conditional Expectations for Cubic Metric Reduction in OFDM
OFDM信号包络的高度变化导致发射机的功率放大器中的非线性失真,这是一个主要缺点。峰均功率比(PAPR)和立方度量(CM)通常用于量化信号的该特性。尽管据报道,更高的准确性相比,PAPR,有限的研究已经做了减少算法CM。在本文中,条件期望的方法(CE方法)被用来实现CM约简的符号选择方法。使用CE方法,利用CM的顺从的数学结构来开发低复杂度的算法。此外,保证减少分析证明的数据符号的每一个组合。仿真结果表明,几乎3 dB的减少增益的原始立方度量(RCM)几乎所有的子载波数,这是实现使用只有一半的全速率损失的符号选择方法。
2019-05-08 cs.IT math.IT
Repeated-and-Offset QPSK for Low-PAPR DFT-s-OFDM in Satellite Communications
Shannon Research Center, Huawei Technologies Sweden AB(香农研究中心,华为技术瑞典有限公司)
研究将传统卫星系统中用于单载波波形的偏移正交相移键控(OQPSK)应用于地面系统上行链路的离散傅里叶变换扩频正交频分复用(DFT-s-OFDM),提出重复与偏移QPSK技术,降低峰均功率比并分析性能。
2026-07-07 cs.IT eess.SP math.IT
PAPR Reduction of OFDM System Through Iterative Selection of Input Sequences
基于正交频分复用(OFDM)的多载波系统可以支持高数据率的无线传输,而不需要任何广泛的均衡,并且还提供对衰落和符号间干扰的良好抗扰性。但是这些系统的主要缺点之一是发射信号的大的峰均功率比(PAPR),这使得直接实现成本高且效率低。本文提出了一种新的降低峰均比的方法,该方法通过改变每个符号的位置,从原始数据序列中产生多个序列,并选择具有最低峰均比的序列进行传输。将所提出的技术的性能与现有的PAPR降低方案(即,执行选择性映射(SLM)。它示出了相当大的降低峰均比以及更高的吞吐量可以实现在一些额外的计算复杂性的代价。
2013-04-26 cs.IT math.IT
PAPR Reduction of OFDM Through Pilot Shifting
正交频分复用(OFDM)系统的峰均功率比(PAPR)是一个长期存在的问题,它一直影响着OFDM系统的性能。在本文中,我们提出了一种新的PAPR降低方案的基础上移动数据符号之间的导频位置。由于没有边信息被发送到接收机的导频位置,一种新的导频检测算法设计在这里利用导频功率和导频的相对恒定的距离属性。所提出的方案达到约1.5 dB的PAPR降低。导频检测的准确性被证明是非常优秀的范围从80%到99%,在0 dB的信噪比(SNR)在不同的参数。该方案在不显著降低BER性能的情况下,具有非常高的频谱效率和降低的复杂度
2017-12-19 cs.IT math.IT
Low PMEPR OFDM radar waveform design using the iterative least squares algorithm
本文研究了雷达应用中的正交频分复用(OFDM)信号的波形设计,旨在减小OFDM信号的包络波动。提出了一种降低峰均包络功率比(PMEPR)的新方法。所提出的方法是基于音调预留的方法,其中一些比特或OFDM的子载波分配用于降低PMEPR。我们引入包络变异系数(CVE)作为波形优化的代价函数,并提出了一种迭代最小二乘算法。最小化CVE导致明显的PMEPR减少,并且通过应用迭代算法来保证代价函数单调减小。仿真结果表明,所提出的方法的包络显着平滑。
2015-06-19 cs.IT eess.SP math.IT
Peak Reduction and Clipping Mitigation by Compressive Sensing
这项工作建立了一个峰均功率比(PAPR)降低系统的设计,分析和微调,基于压缩感知在接收机的峰值降低稀疏削波器应用到OFDM信号在发射机。通过利用OFDM信号在时域中相对于预定义的限幅阈值的稀疏性,该方法依赖于部分地观察极其简单的稀疏限幅器的频率内容来恢复峰值降低的信号的限幅系数的位置、幅度和相位。我们主张,在发射机处没有将削波器的频率支持限制到预定义的保留音调集合的优化算法的情况下,没有其他音调保留方法可以可靠地以如此低的复杂度恢复原始OFDM信号。之后,我们专注于设计不同的削波信号,可以嵌入先验信息的支持和相位的峰值降低信号的接收器,其次是改进的压缩感知技术,以增强恢复。这包括基于数据的加权{ \ell } 1最小化,用于增强支持恢复,以及用于均匀裁剪器的相位增强,然后是贝叶斯技术。我们表明,使用这样的技术为一个典型的OFDM信号的256个子载波和20%的保留音,PAPR可以减少约4.5 dB的容量显着增加相比,系统使用所有的音调进行数据传输和剪辑到这样的水平。因此,该设计从容量和PAPR降低方面都是有吸引力的。
2011-01-22 cs.IT math.IT math.ST
Alternating Projections Method for Joint Precoding and Peak-to-Average-Power Ratio Reduction
正交频分复用(OFDM)时域信号表现出高的峰均(功率)比(PAR),这需要线性射频链来避免误差向量幅度(EVM)和带外(OOB)发射的增加。在本文中,我们提出了一种新的联合PAR降低和预编码算法,放宽这些线性要求,在大规模多用户(MU)多输入多输出(MIMO)无线系统。具体地说,我们开发了一种新的交替投影方法,它限制了PAR和发射功率的增加,同时抑制MU干扰。我们提供了我们的算法的理论基础,并提供了一个大规模的MU-MIMO-OFDM场景的仿真结果。我们的研究结果表明,显着的PAR降低,同时限制发射功率,而不会导致EVM或OOB排放。
2022-12-23 cs.IT eess.SP math.IT
$\ell^p\!-\!\ell^q$-Norm Minimization for Joint Precoding and Peak-to-Average-Power Ratio Reduction
依赖于正交频分复用(OFDM)的无线通信系统遭受高峰均(功率)比(PAR),这使得功率低效的射频(RF)链成为必要,以避免误差向量幅度(EVM)和带外(OOB)发射的增加。这种情况在需要数百个线性RF链的大规模多用户(MU)多输入多输出(MIMO)系统中进一步恶化。在本文中,我们提出了一种新的方法,联合预编码和PAR降低,建立在一个新的$\ell^p\!-\!\ell^q$规范制定,这是能够找到最小PAR的解决方案,同时抑制MU干扰。我们提供了一个理论基础,我们的方法,并提供了一个大规模的MU-MIMO-OFDM系统,表现出显着降低PAR在低复杂度的仿真结果,而不会导致EVM或OOB排放的增加。
2021-07-14 cs.IT eess.SP math.IT
Low-PAPR OFDM-ISAC Waveform Design Based on Frequency-Domain Phase Differences
针对集成感知与通信场景下的低PAPR OFDM波形设计问题,提出基于频域相位差的PLPOI波形及ADMM求解算法,在PAPR和误码率性能上较传统方案有显著提升。
2025-03-19 cs.IT eess.SP math.IT
Low-Complexity Tone Injection via Candidate Ranking for PAPR Reduction in OFDM and AFDM Systems
University of Surrey(萨里大学);China Telecom Research Institute(中国电信研究院)
本文提出基于候选排名的低复杂度音调注入方法,用于OFDM和AFDM系统中降低PAPR,通过时间域局部峰值指导迭代更新音调序列,实现与FFT复杂度相当的性能提升。
2026-04-20 cs.IT eess.SP math.IT
End-to-End Learning of OFDM Waveforms with PAPR and ACLR Constraints
Nokia Bell Labs(诺基亚贝尔实验室);NVIDIA(英伟达)
正交频分复用(OFDM)技术由于其对多径环境的有效处理而被广泛应用于现代无线网络中。然而,它具有差的峰均功率比(PAPR),这需要大的功率回退,降低了功率放大器(PA)的效率。在这项工作中,我们建议使用一个神经网络(NN)在发射机学习高维调制方案,允许控制PAPR和相邻信道泄漏比(ACLR)。在接收器侧,实现基于NN的接收器以执行所传输的比特的解映射。这两个NN在OFDM之上操作,并且使用对PAPR和ACLR实施约束的训练算法以端到端的方式联合优化。仿真结果表明,学习的波形能够实现比音调预留基线更高的信息速率,同时满足预定义的PAPR和ACLR目标。
2021-06-30 cs.IT cs.LG eess.SP
An Implementation of Partial Transmit Sequences to Design Energy Efficient Underwater Acoustic OFDM Communication System
本文对水声收发器进行了研究。由于水声收发器比射频收发器消耗更多的功率。目前在无线电频率中使用的技术不能直接应用于水声系统,需要重新研究设计新的方法。为了实现可靠的声学数据传输,应该实现新的技术或者应该修改传统的正交频分复用技术。功耗还取决于水下声学信号传播和传输距离。一些水下声学应用需要对海洋进行长期监测。对于电池供电的调制解调器,它成为非常严重的问题。通过设计一个能量有效的OFDM通信系统可以解决这个问题。针对正交频分复用系统的主要缺点,研究了正交频分复用系统的峰均功率比。本文采用的降低峰均比的方法是部分发送序列,用于水声OFDM通信系统,具有较低的复杂度。研究结果为水声OFDM通信系统提供了较好的性能。
2020-07-02 cs.CE cs.IT eess.SP
Learning OFDM Waveforms with PAPR and ACLR Constraints
Nokia Bell Labs(诺基亚贝尔实验室);CITI Lab, INSA Lyon, Inria, Université de Lyon(里昂大学CITI实验室、里昂国立应用科学学院、法国国家信息与自动化研究所);NVIDIA(英伟达)
未来通信系统的一个有吸引力的研究方向是设计既能支持高吞吐量又能呈现有利信号特性的新波形。虽然大多数现代系统使用正交频分复用(OFDM)来实现其有效均衡,但是这种波形受到诸如高相邻信道泄漏比(ACLR)和高峰均功率比(PAPR)的多重限制。在本文中,我们提出了一种基于学习的方法来设计基于OFDM的波形,满足选定的约束条件,同时最大限度地提高可实现的信息速率。为此,我们将发射机和接收机建模为分别实现高维调制方案和执行传输比特检测的卷积神经网络(CNN)。这导致了一个优化问题,解决了使用增广拉格朗日方法。评估结果表明,端到端系统能够满足目标PAPR和ACLR约束,并允许显着的吞吐量增益相比,音调预留(TR)基线。另外的优点是不需要专用导频。
2021-10-21 cs.IT cs.LG eess.SP
The PAPR Problem in OFDM Transmission: New Directions for a Long-Lasting Problem
多载波通信的峰值功率控制一直是信号处理和通信中的一个长期问题。然而,工业界和学术界都面临着新的挑战,节能系统的设计。特别地,所设想的网络能量效率的提高(例如,在绿色触摸联盟中至少提高1000倍)将收紧对组件级的要求,使得相对于单载波传输的效率差距必须显著减小。本文反映了这些挑战,在这一领域的统一框架和新的方向。大偏差理论,去随机化和Banach空间几何的选择元素的组合将提供一种新的方法,并将提供思想和概念,为研究人员在工业背景,以及来自学术界。
2012-12-18 cs.IT math.IT math.MG