一種低復(fù)雜度的降低FBMC系統(tǒng)PAPR的PTS方法

一種低復(fù)雜度的降低FBMC系統(tǒng)PAPR的PTS方法降低FBMC系統(tǒng)PAPR的低復(fù)雜度PTS方法摘要：FBMC（FilterBankMulticarrier）系統(tǒng)是一種新型的多載波調(diào)制技術(shù)，具有時(shí)頻分離、頻譜效率高等優(yōu)點(diǎn)。然而，由于其對信號進(jìn)行濾波和調(diào)制，在發(fā)送端產(chǎn)生的峰均比（PAPR）較高，導(dǎo)致系統(tǒng)的非線性失真和功率損耗問題。為了解決這個(gè)問題，本文介紹了一種低復(fù)雜度的PAPR降低方法——PTS（PartialTransmitSequence）方法。關(guān)鍵詞：FBMC系統(tǒng)，PAPR，PTS，低復(fù)雜度1.引言隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，無線通信系統(tǒng)對于頻譜資源的利用效率不斷提高。FBMC系統(tǒng)作為一種新型的多載波調(diào)制技術(shù)，具有時(shí)頻分離、抗多徑衰落等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于無線通信領(lǐng)域。然而，F(xiàn)BMC系統(tǒng)在發(fā)送端會引入信號濾波和調(diào)制過程中的非線性失真，導(dǎo)致系統(tǒng)的峰均比（PAPR）較高，給接收端的解調(diào)和功率控制帶來了困難。因此，如何降低FBMC系統(tǒng)的PAPR成為一個(gè)重要的研究問題。2.FBMC系統(tǒng)簡介FBMC系統(tǒng)是一種通過將數(shù)據(jù)分成多個(gè)子載波并對每個(gè)子載波進(jìn)行濾波和調(diào)制的技術(shù)。FBMC系統(tǒng)的發(fā)送端包括濾波器、子載波調(diào)制器和多普勒補(bǔ)償模塊。接收端則包括頻率補(bǔ)償模塊、子載波解調(diào)器和濾波器。FBMC系統(tǒng)具有較窄的子載波寬度，因此能夠提供更高的頻譜效率。3.PAPR問題及其影響由于FBMC系統(tǒng)對信號進(jìn)行濾波和調(diào)制，導(dǎo)致發(fā)送信號的波形出現(xiàn)高峰值，即PAPR較高，對系統(tǒng)的性能產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。首先，高PAPR值會導(dǎo)致非線性失真問題，使接收端的解調(diào)算法失效，從而降低系統(tǒng)的誤碼率性能；其次，高PAPR值會使功率放大器工作在非線性區(qū)域，引入信號的非線性失真和功率損耗；此外，高PAPR值還使接收端的動態(tài)范圍要求較高，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本。4.PTS方法的原理及步驟PTS（PartialTransmitSequence）是一種常用的PAPR降低方法，通過將原始信號劃分成多個(gè)不重疊的序列，然后對這些序列進(jìn)行加權(quán)和合并，從而降低信號的幅度峰值。(1)原始信號劃分首先，將原始信號進(jìn)行劃分，得到多個(gè)不重疊的子序列。劃分的方法可以根據(jù)具體需求選擇，常用的方法有按照時(shí)間或頻率劃分等。(2)加權(quán)因子選擇在PTS方法中，每個(gè)子序列都有一個(gè)加權(quán)因子用于控制其權(quán)重，從而實(shí)現(xiàn)幅度峰值的降低。加權(quán)因子可以根據(jù)不同的目標(biāo)選擇，常用的有平均功率最小化、最大峰均比最小化等。(3)加權(quán)和合并將劃分后的子序列分別乘以對應(yīng)的加權(quán)因子，并相加得到合并后的信號。這樣，在合并過程中，高幅度峰值的子序列可以被降低，從而降低整個(gè)信號的PAPR。5.低復(fù)雜度的PTS方法改進(jìn)傳統(tǒng)的PTS方法在實(shí)際應(yīng)用中存在著復(fù)雜度較高、計(jì)算量大的問題。為了降低復(fù)雜度，一些改進(jìn)的低復(fù)雜度PTS方法被提出。(1)迭代分組PTS迭代分組PTS是一種簡化的PTS方法，通過將原始信號劃分成多個(gè)不重疊的分組，然后在每個(gè)分組中進(jìn)行PTS處理。在分組內(nèi)，利用近似算法或快速算法對加權(quán)因子進(jìn)行選擇和計(jì)算。(2)自適應(yīng)PTS自適應(yīng)PTS是一種根據(jù)信號的特性自適應(yīng)地選擇加權(quán)因子的方法。該方法通過觀察信號的能量分布和幅度，動態(tài)地選擇合適的加權(quán)因子。這樣可以降低復(fù)雜度，并且更適應(yīng)不同信號和通信環(huán)境。6.結(jié)論本文介紹了一種低復(fù)雜度的PAPR降低方法——PTS方法。由于FBMC系統(tǒng)的特點(diǎn)，PAPR問題對其性能和成本均有較大影響。PTS方法通過劃分原始信號，選擇合適的加權(quán)因子，并對子序列進(jìn)行加權(quán)和合并，降低了信號的幅度峰值。針對傳統(tǒng)PTS方法的復(fù)雜度較高的問題，本文介紹了迭代分組PTS和自適應(yīng)PTS方法，使得PTS方法在實(shí)際應(yīng)用中更加可行和有效。將來的研究還可以從PTS方法的性能改進(jìn)、應(yīng)用場景和硬件實(shí)現(xiàn)等方面展開。參考文獻(xiàn)：[1]OchiaiH,ImaiR,OgawaM.Low-complexityPAPRreductionusinglimited-combinedpartialtransmitsequencesforOFDMsystems[J].IEEETransactionsonWirelessCommunications,2007,6(6):2024-2028.[2]KimKJ,KoYC,SeoCW.ANewPAPRReductionSchemeforFBMC/OQAMSystemsBasedonVLCMethods[J].IEEEAccess,2020,8:180227-180238.[3]LiuZ,LuM,WangJ,etal.PAPRReductioninFBMC-OQAMUsingP