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基于OFDM系统的峰均比抑制技术研究基于OFDM系统的峰均比抑制技术研究【摘耍】OFDM是一种多载波调制技术，具有良好的抗多径干 扰性能，适用于高速数据传输o但是其峰均比较高，应用受到了限制， 因此有必耍研究降低PAPR的方法本文首先介绍了 OFDM系统PAPR 的基本概念，然后讨论了目前常用的降低"PR的概率类方法，最后 对SLM和PTS方法进行了比较分析关键词】正交频分复用 峰均比部分传输序列选择性映射一、 引言正交频分复用 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统输出信号是多个子载波信号的叠加，存在较高的 峰值平均功率比(PAPR, peak to average power ratio),从而影响 OFDM系统的性能文中主耍对OFDM系统的峰均比以及降低峰均比的 技术进行研究二、 PAPR定义及改善措施与单载波系统相比，OFDM符号是由多个独立的子载波信号叠加 而成经过TFFT运算之后所得到的输出信号为■其中 Xk=[XO, XI,…，XN-1], k二0, 1, N-lo当N个子载波相位相同时，OFDM符号的峰值功率为平均功率的N 倍，由此会带来较大的峰值平均功率比，简称峰均比(PAPR),定 义为：■当OFDM信号峰值进入功率放大器的非线性工作区域时，信号会 产生畸变，最终导致各个子信道间的正交性遭到破坏，子信道间产生 干扰，系统性能恶化。

抑制峰均比的方案主耍包括限幅类、编码类和 概率类三大类技术：限幅类技术会带来信号畸变，编码类技术复杂度 非常高，概率类技术对原OFDM符号作线性分割和线性变换，从而减 少信号峰值出现的概率，结构上容易实现，应用灵活，因此最具应用 潜力三、 概率类技术概率类技术利用多个信号序列来表示同一组信息输，在给定的 PAPR门限值条件下，从中选择一组PAPR最小的用于数据传输，这样 就可显著地减小大峰值功率信号出现的概率这类技术可无失真地降 低OFDM信号的PAPR,但会带来信息冗余，计算复杂度也较大概率 类方法主要有选择映射(Selective Mapping, SLM)>部分传输序列(Partial Transmit Sequence, PTS)3. 1选择映射法其基本思想是利用多个随机且独立的加扰序列与同一帧信息进 行点乘，产生包含相同信息且相互独立的多个OFDM帧，对每帧信息 进行IFFT后选择其PAPR最小的…帧进行传输为了能正确恢复接收 到的信号，发送端必须发送边带信息，这将牺牲部分带宽，增加系统 的复杂度，但这种方法可用于任意子载波数和调制方式，如图1所示3. 2部分传输序列法主要思想是在发送端IFFT前，将输入的数据符号划分为若干个 子组，对每个子分组进行IFFT系数最优化的求解，变换后的各子分 组序列分别与某一相位旋转因子进行加权，再合并这些子分组，从而 达到PAPR的目的。

在接收端要恢复原始信息，系统要把这些相位旋 转信息作为边带信息传至接收端，这将增加系统的冗余度，如图1所■■■ ■四、 SLM和PTS方法比较从边带信息的冗余度方面来说，为了避免发送大量的边带信息, SLM方法釆用固定相位向量集合，仅需发送log2D个比特而在PTS 方法中，将信息分成V个子块，相位选择范围为W,所需要发送的边 带信息为Vlog2W比特PTS方法有WV种相位向量选择，而SLM方法 则只有D种向量选择(一般情况下WV>D)O因此，在V二D的情况下, PTS方法较SLM方法有更多的相位序列选择从系统的复杂度来说, SLM方法和PTS方法都需要进行多次IFFT,从多个传输序列中选择一 个具有最低PAPR的序列进行传输，且都适用于任意子载波数和任意 调制类型影响OFDM系统复杂度最主要的因素是IFFT,从仿真实验 结果来看，PTS方法比SLM方法性能稍好在实际的OFDM系统中， 复杂度将是人们史为关心的问题，因此PTS方法将是一种有效降低 PAPR的选择参考文献[1] 佟学俭，罗涛.OFDM移动通信技术原理及应用[M]・人民邮 电出版社，2003[2] 杨刚.OFDM通信系统中PAPR抑制技术的研究[D].西安电 子科技大学，2006[3] 李万臣，李佑虎.基于SLM的减小OFDM系统PAPR的改进技 术[J]. 2008, 12 (41)： 122-124[4] 吕锋,饶谋.抑制OFDM系统中PAPR的技术分析[J]. 2009, 7： 18-21。