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浅论ZP-CI/OFDM:一种高功率效率的无线传输技术
针对传统正交频分复用(FD)系统的功率效率问题,文章给出一种新的基于添零方式的载波干涉正交频分复用(ZP-I/FD)无线传输技术。ZP-I/FD通过载波干涉码将发射符号扩展到所有FD子载波上,在有效消除传统FD面临的峰值平均功率比问题的同时,充分利用多载波的频率分集增益;同时,ZP-I/FD通过在发射端添零,采用先进的接收机技术进一步利用频率分集增益,提高系统的功率效率。
  功率效率;载波干涉正交频分复用;添零;频率分集增益
  L per effiieny is a prble affeting traditinal rthgnal Frequeny Divisin ultiplexing (FD) systes. T unter this prble, a ne ireless transissin tehnlgy based n zer-padding interferetry FD (ZP-I/FD) an be eplyed. ZP-I/FD extends the launh sybl t all FD subarriers via arrier interferetry des, eliinating the average per rati prble and aking full use f ultiarrier frequeny diversity gain. Thrugh zer-padding at the transitter, ZP-I/FD an use an advaned reEiver t take further advantage f diversity gain and t iprve per effiieny in the syste.
  per effiieny; arrier interferetry; rthgnal frequeny divisin ultiplex; zer-padding; frequeny diversity gain
  
  正交频分复用(FD)是由多载波调制()技术发展而来,基本思想是采用频谱重叠但相互不影响的多个子频带来实现频分复用的数据传输。FD技术可以有效对抗符号间干扰(ISI),具有频率利用率高以及适合于高速数据传输等优点,因此越来越受到人们的关注[1]。
  20世纪80年代,FD技术在通信领域开始商用,并于20世纪90年代首先在广播式的音频和视频领域得到广泛应用,包括在不对称数字用户线(ADSL)、甚高数据率数字用户线(VHDSL)、音频广播(DAB)、数字视频广播(DVB)等[2]。1999年,IEEE通过了5 GHz的无线局域网标准——IEEE 802.11a[3],其物理层传输基于FD技术。随后,宽带无线接入系统IEEE 802.16[4]将FD技术作为物理层的基础技术。在3G的后续演进技术中,LTE的前向链路采用正交频分多址(FDA)技术,反向链路采用单载波-频分多址(S-FDA)技术[5]。短距离通信IEEE 802.15.3a超宽带(UB)技术[6]也将FD作为备选方案之一。可见,FD已经成为宽带无线通信的主流传输技术。然而,FD也存在自身的技术缺陷:
  (1)与单载波系统相比,FD系统的输出是多个独立子载波信号的叠加,合成信号会产生很高的峰值平均功率比(PAPR)。高的峰值平均功率比对发射机射频功放的线性度提出了很高的要求,同时也导致了发射机的功率效率降低。
  (2)FD系统将频率选择性衰落信道转化为并行的平坦衰落子信道,因而能够在有效对抗符号间干扰(ISI)的同时,降低接收端均衡处理的复杂度。然而,FD也因此丧失了频率多径分集增益。因此,当子载波处于深衰落时,相应的子载波承载的数据符号的检测就变得异常困难,从而限制了FD系统的误码率(BER)性能,降低了FD系统的功率效率。
  针对传统的FD的功率效率问题,iegandt等将载波干涉(I)码用于FD系统中,提出了称为I/FD的改进的FD传输技术[7-8]。在I/FD系统中,每个低速并行数据不再像FD那样仅通过各自的子载波传送,而是由正交的I码扩展到所有子载波上同时传输。因此,I/FD不降低系统的传输速率,也不需要额外带宽即可产生频率分集增益,提高系统的BER性能。另外,从时域角度看,I码使每个数据调制的时域波形峰值均匀错开,不再像FD那样由许多随机正弦信号相加,从而完全消除了PAPR问题。
  传统的FD系统在添加保护间隔时采用循环前缀(P)方式来消除符号间干扰。最近的研究表明,采用添零(ZP)方式来代替P所形成的ZP-FD系统可以在信道深衰落的情况下保证传输符号的恢复,从而较传统基于P的FD系统而言具有更好的误码率(BER)性能[9]。

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浅论ZP-CI/OFDM:一种高功率效率的无线传输技术

针对传统正交频分复用(FD)系统的功率效率问题,文章给出一种新的基于添零方式的载波干涉正交频分复用(ZP-I/FD)无线传输技术。ZP-I/FD通过载波干涉码将发射符号扩展到所有FD子载波上,在有效消除传统FD面临的峰值平均功率比问题的同时,充分利用多载波的频率分
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