基于OFDM通信系统的PAPR抑制算法matlab仿真,对比IPTS,OPTS,CEPTS三种算法

news/2025/2/19 9:06:29/

目录

1.算法运行效果图预览

2.算法运行软件版本

3.部分核心程序

4.算法理论概述

4.1、IPTS算法

4.2、OPTS算法

4.3、CEPTS算法

5.算法完整程序工程


1.算法运行效果图预览

2.算法运行软件版本

matlab2022a

3.部分核心程序

for k=1:Nframesif mod(k,10) == 0k/10end%产生数据源QPSK_Ind     = floor(length(Map_qpsk)*rand(1,Nfft)) + 1;%调制,这里为了研究PAPR性能,所以不加入编码模块和交织模块Qpsk_mod     = Map_qpsk(QPSK_Ind(1,:));   %进行IFFT变换Dat_Ifft     = ifft(Qpsk_mod,[],2); %计算功率和PAPRSignal_Power = abs(Dat_Ifft.^2);Peak_Power   = max(Signal_Power,[],2);Mean_Power   = mean(Signal_Power,2);PAPRo(k)     = 10*log10(Peak_Power./Mean_Power);%随机分块QPSK_Ind     = randperm(Nfft);A            = zeros(Npts,Nfft);for v=1:NptsA(v,QPSK_Ind(v:Npts:Nfft)) = Qpsk_mod(QPSK_Ind(v:Npts:Nfft));enda            = ifft(A,[],2); %限幅Tho          = mean2(abs(a));[rr,cc] = size(a);for i = 1:rrfor j = 1:ccif abs(a(i,j)) > Thoa(i,j) = Tho*(real(a(i,j)) + ij*imag(a(i,j)))/abs(a(i,j));endendend%PCME算法P0   = 0.5*ones(1,Npts);%初始概率为0.5Ps   = zeros(Iter,Npts);P    = zeros(Iter,Npts);for iter = 1:Iter%根据随机分布,产生一组序列c....................................................................for j = 1:JPhase_Factor = repmat(1-2*c(j,:)',1,Nfft);  aa           = sum(a.*Phase_Factor);Signal_Power = abs(aa.^2);Peak_Power   = max(Signal_Power,[],2);Mean_Power   = mean(Signal_Power,2);F(j)         = 10*log10(Peak_Power./Mean_Power);end%对当前迭代产生的J个F进行增序排序[F2,IND]      = sort(F);%计算rjr(iter)   = sum(F2(1:ceil(Po*J)))/ceil(Po*J);IND2      = find(F <= r(iter));if isempty(IND2) == 1IND2 = 1;elseIND2 = IND2;  endfor pp = 1:Nptsfor s1 = 1:JI(pp,s1) = c(IND(s1),pp);tmp11s(s1) = I(pp,s1)*exp(-1*F2(s1)); tmp12s(s1) = exp(-1*F2(s1)); endP(iter,pp) =  sum(tmp11s)/sum(tmp12s);end        %更新概率P......................................................end%根据PMCE计算得到的相位因子来计算PAPR值aa                = sum(a.*repmat(sign((1-2*Ps(iter,:)))',1,Nfft));Signal_Power      = abs(aa.^2);Peak_Power_temp   = max(Signal_Power,[],2);Mean_Power_temp   = mean(Signal_Power,2);PAPR_temp(k)      = 10*log10(Peak_Power_temp./Mean_Power_temp);
end
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4.算法理论概述

         基于OFDM通信系统的PAPR抑制算法是降低OFDM信号峰均比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)的技术,以提高通信系统的性能和稳定性。其中,IPTS(选择性映射迭代削峰)、OPTS(优化的PTS)和CEPTS(压缩扩展变换选择性映射)是三种常见的PAPR抑制算法。下面将详细介绍这三种算法的原理和数学公式。

4.1、IPTS算法

        IPTS算法是一种基于选择性映射迭代削峰的方法,通过迭代削峰和选择性映射,降低OFDM信号的PAPR。具体步骤如下:

  1. 对OFDM信号进行IFFT变换,得到时域信号。
  2. 对时域信号进行削峰处理,将峰值超过一定阈值的信号进行削减。
  3. 对削减后的信号进行IFFT变换,得到新的频域信号。
  4. 通过选择性映射,选择PAPR最低的频域信号作为输出信号。

4.2、OPTS算法

       OPTS算法是一种基于优化的PTS方法,通过将OFDM信号分成多个子块,对每个子块进行相位旋转和幅度调整,以降低PAPR。具体步骤如下:

  1. 将OFDM信号分成多个子块。
  2. 对每个子块进行相位旋转和幅度调整,使得子块的PAPR最低。
  3. 将调整后的子块重新组合成完整的OFDM信号。

4.3、CEPTS算法

        CEPTS算法是一种基于压缩扩展变换选择性映射的方法,通过对OFDM信号进行压缩扩展变换和选择性映射,降低PAPR。具体步骤如下:

  1. 对OFDM信号进行压缩扩展变换,得到多个变换后的信号。
  2. 对每个变换后的信号进行PAPR计算,选择PAPR最低的信号作为输出信号。
  3. 将选择的信号进行逆变换,得到最终的OFDM信号。

         综上所述,IPTS、OPTS和CEPTS算法都是通过不同的方式对OFDM信号进行处理,以降低PAPR,提高通信系统的性能和稳定性。具体选择哪种算法需要根据实际应用场景和性能需求来决定。

5.算法完整程序工程

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