降低OFDM系统峰均功率比的方法
MIMO—OFDM系统中降低峰均功率比技术的研究
式 的情况 ， 但是其代价也是 非常明显 的 ， 既需要 计算额外
一
１组 ＩＦ Ｆ ｒ运算 （ 假设有 Ｍ 组相位 序列 ） 接收机 又需要得 ，
知所选择 的随机相位序列矢量 。因此 ， 要将选择的矢量的序
号作为边带信息一起传送给接收端 ， 并在接收端通过查表或
严重的带 内干扰和带外噪声 ， 而降低整个系统的误 比特性 从 能和频谱 效率 ； 编码 类技术 降 Ｐ Ｐ Ａ Ｒ为 线性过 程 ， 不会使 它 信 号产生畸变 ， 编码 类技术 的计算 复杂度 非常 高 ； 率类 但 概
ＩＬ 方案是 Ｓ Ｍ算法应用到 ＭＩ ． Ｆ Ｍ系统 中时最 ＳＭ Ｌ ＭＯ Ｏ Ｄ 简单 的方法 ， 可以显著 地改善 ＭＩ ．Ｆ Ｍ 系统的 Ｐ Ｐ ＭＯ Ｏ Ｄ Ａ Ｒ分 布， 使每个天 线上 的 Ｐ Ｐ Ａ Ｒ都达 到 最佳 。这 种 方法 是可 行 的。但对于 Ｓ Ｍ这种 非畸 变降 低 Ｐ Ｐ Ｌ Ａ Ｒ的方法 来说 ， 要 需 在接 收天线一 端精 确地 了解发 射机所 采用 的辅 助信 息 ， 因 此 ，Ｌ 中的相位信息需要准确无误 地发送给接收天线 。而 ＳＭ 在 ＩＬ 算法的 ＭＩ ．Ｆ Ｍ系 统中 ， ＳＭ ＭＯＯ Ｄ 每个发射 天线分 别调
在概率类技术里 ，Ｌ Ｐ Ｓ具 有很好 的性 能， Ｓ Ｍ、Ｔ 应用 比较 广泛 ， 但也不 可避 免地 具有计算 量大 的问题 。在 ＭＩ ． ＭＯ
Ｏ Ｄ 系统 中 ， 了进 一 步减少计 算量 ， ＦＭ 为 对传统 的概率 类技 术进 行了一些改进 ， 已经提 出了协 同选 择性 映射法 （ Ｓ Ｍ） ＣＬ
的边带信息 ， 可见其辅 助信息量是很大的。
１３ 协 同选择性映射法 （ Ｓ Ｍ ） ． ＣＬ
一种基于部分传输序列降OFDM系统高峰均比的改进方法
数字音频广播 （ ＤＡＢ） 、数 字视 频 广 播 （ ＶＢ）等 许 多 领 域 得 到 了广泛 应 用 【 ｊ Ｄ １ 。但 由于 各 载波 间 的统 ． ２
计 独 立 性 ，其 相 应 的 时 域 波 形近 似 于 高斯 分 布 ， 因此 Ｏ ＤＭ 系 统 的 一 个 主 要缺 点 是 峰 值平 均 功 率 比 Ｆ （ ＡＲ）过 高 ，这 就 就 对 系 统 的功 率 放 大 器 等 非 线性 器 件 提 出 很 高 的 要 求 ， 在器 件 的 动 态 范 围有 限 的 Ｐ 情 况 下 ， 会 导 致信 号 的非 线 性 失 真 ， 成 明 显 的带 内信 号 的畸 变 和 带 外 功 率 的辐 射 。 就 造 因此 降低 ＯＦ ＤＭ 信 号 的高 峰 值 功 率 的 是非 常 必 要 的 。已有 很 多 的 文献 研 究 了 降 Ｐ ＡＲ的 方 法 ，通 常 这 些 方法 大致 分 为 三 种 ，信 号 预 畸 变 技 术 【、编 码 方 法 【 引 引、信 号 扰 码 技 术 【６ 】 ．。但 信 号 预 畸 变 技 术 破 坏 了子 载 波 的 正 交性 ， 编 码 方 法 受 子 载波 个数 和 调 制 方 式 的限 制 ， 所 以信 号扰 码 技 术 成 为 更 有 效 的 降 Ｐ ＡＲ 的方 法 。文 献 【】 ６
’ 收 稿 日期 ｔ２ ０ －６０ ０ ５０ －７ 修 订 日期 ：２ ０ －９０ ０ ５０ －７
） ＝
ｅ 【 （ 】 ｘ ｆ ， ｐ２ —
（ ｆ ＋） ｆ
子 载波 的 正交 性 可 以用 式 （ ）表 示 ，以保 证 在 接 收 端 利用 Ｆ Ｔ解 调 出数 据 信 息 ｛ ０ Ｉ ２． ， Ｄ 一 。 ２ Ｆ Ｄ ， ， ，． ． Ｎ ＤＤ ． ． ） ．
一种降低OFDM系统峰均比的PTS-TR联合算法
一种降低OFDM系统峰均比的PTS-TR联合算法
王志勇;庞伟正
【期刊名称】《应用科技》
【年(卷),期】2009(036)004
【摘要】提出一种部分传输序列(partial transmit sequence,PTS)算法与载波预留法(tone reservation)相结合的算法来降低OFDM系统峰均功率比(peak-to-average power ratio,PAPR).传统的PTS算法可以在不使信号失真的情况下很好地降低高PAPR出现的概率,但是这种算法的缺点是计算量过大.而TR法虽有不用传递边带信息的优点,但当预留子载波取值小时会得不到理想的性能,取值过大又会浪费系统功率.联合算法在大大地降低了PTS计算量、TR预留载波取值小的同时,还保持了良好的PAPR性能,仿真结果验证了其有效性.
【总页数】4页(P15-18)
【作者】王志勇;庞伟正
【作者单位】哈尔滨工程大学,信息与通信工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学,信息与通信工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.7
【相关文献】
1.一种降低OFDM系统峰均比改进的SLM算法 [J], 李晓伟;王军光
2.一种降低MIMO-OFDM系统峰均功率比的联合算法 [J], 李万臣;王二小;王卓刚
3.一种改进的降低MIMO-OFDM系统峰均比的联合算法 [J], 蒋阳;袁敏;陈碧云;王权
4.一种降低OFDM系统峰均比改进的SLM算法 [J], 李晓伟;王军光
5.一种降低OFDM系统峰均功率比的算法研究 [J], 任青华;李环;白文雅
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正交频分复用系统峰均比抑制问题研究
正交频分复用系统峰均比抑制问题研究正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称OFDM）是一种常用于高速数据传输的数字通信技术。
在OFDM系统中，数据被分成多个子载波进行传输，每个子载波的频谱相互正交，这样可以有效地提高信号的带宽利用率，同时降低多径干扰和频率选择性衰落的影响。
然而，在OFDM系统中，峰均比抑制（Peak-to-Average Power Ratio，简称PAPR）是一个常见且重要的问题。
峰均比抑制，亦称为峰均比控制，是指在OFDM系统中，信号的峰值功率与均方根功率之比过高造成的问题。
在OFDM系统中，由于多个子载波同时传输数据，并且不同子载波之间存在相位差，这导致在某些时刻不同子载波的幅度叠加得到的整体信号具有非常高的峰值功率。
这种峰值功率的出现会导致信号在传输过程中容易出现非线性失真，使得接收端难以准确恢复原始的信号。
峰均比抑制问题对OFDM系统性能的影响是多方面的。
首先，峰均比的高值会导致功率放大器工作在非线性区域，从而增加了系统的非线性失真。
其次，峰均比的高值会降低系统的动态范围，使得系统容易饱和，导致接收端信号的丢失。
此外，在OFDM系统中，由于不同子载波之间相互干扰，峰值信号会引起串扰，进一步影响系统的误码率。
因此，如何有效地抑制OFDM系统中的峰均比，保证信号传输的可靠性和性能是一个需要研究的重要问题。
目前，有许多方法被提出来解决OFDM系统中的峰均比抑制问题。
其中，一种常用的方法是对OFDM信号进行削峰操作。
这种方法可以通过将信号的峰值功率降低到均方根功率的水平，从而减少非线性失真的发生。
然而，这种方法存在一个缺点，即峰值信号的削减可能会导致信号的幅度降低，从而增加系统的误码率。
因此，在进行信号削峰操作时需要权衡功率的抑制和误码率的控制。
另一种常用的方法是通过改变信号的调制方式来抑制峰均比。
例如，可以使用有限状态机（Finite State Machine，简称FSM）来调整每个子载波的相位，从而减小峰均比。
OFDM系统峰均功率比抑制算法的研究
２ ８
应 用 。
１ ＯＦ ＤＭ 系 统 Ｐ Ｒ 抑 制 算 法 ＡＰ
概 述
ＯＦ Ｍ 基 本 原 理 就是 把 高 速 的 数 据 流通 Ｄ 过 串并 变换 ， 配 到速 率 相 对较 低 的若 干 个子 分
信 道 中进 行 传 输 ， 各 个 子 信 道之 间是 相 互 正 而
交 的 ， 收 机 就 是 依 靠 这 种 正 交 性 来 解 调 信 号 接
采用 离 散 傅 里 叶 变 换 （ Ｆ） 现 ＯＦ Ｍ ， ＤＴ 实 Ｄ 使 （Ｆ ） ＤＭ 技 术 走 向实 用 化 。随 着 数 字 信 号 处 理 技术 和 高速 器件 的发 展 ， Ｆ Ｍ 在 高 速 数 字用 Ｏ Ｄ 户环 路 （ Ｓ 、 对 称 数 字 用 户 环 路 （ ＨＤ Ｉ） 非 ＡＤ— Ｓ 、 高 速 数 字 用 户 环 路 （ Ｉ 超 ） ＶＨＤ Ｉ 、 字 音 Ｓ 数 ） 频广播（ ＤＡＢ 及 高 清 晰 度 数 字 电视 （ ＴＶ） ） ＨＤ 和 陆 地 广 播 等 各 种 通 信 系 统 中 得 以 成 功
第 １ ８卷
第 １ 期
北 京 石 油 化 工 学 院学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＢｅｊｎ ｎ ｔｔ ｔ ｆ ｏ ｒ ａ ｉ ｇ Ｉ ｓｉｕ ｅｏ ｏ ｉ
Ｐｅ ｒ ｈ ｍ ｉａ ｃ ｔ ｏ ｃ ｅ ｃ ｌＴｅ ｈｎｏ ｏ ｌ ｇｙ
Ｖ ｏ ．１ ＮＯ．１ １ ８
Ｍ ａ ． ０１ ｒ２ ０
个 数 Ｎ 条 件 下 埘 Ｐ （Ｆ Ｍ 系 统 的 Ｐ Ｒ 性 能 进 行 了仿 真 。仿 真 结 果 表 明 ， 加 或 ｗ 都 有 利 于 Ｔ ）Ｄ ＡＰ 增
Ｐ ＿） Ｄ 系 统 Ｐ Ｒ 性 能 的提 高 。 ＴＳ （Ｆ Ｍ ＡＰ 关 键 词 正 交 频 分 复 用 ；峰 均 功 率 比 ；部 分 传 输 序 列 ；选 择 映射
OFDM系统中降低峰均比的算法研究
高，可 以有效对抗符号间干扰（ Ｉ ｓ Ｉ ） 和有 效避ห้องสมุดไป่ตู้免多径传播 带来 的信道 间干扰 （ Ｉ Ｃ Ｉ ）等优 点。在Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ￣统中，其峰均比相对 较大和对频率偏 移敏 感是ＯＦ ＤＭ３ ￣统传输要解决 的关键问题。本文分析 了降｛ ｋ ￣ Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ系统峰 均￣ ， Ｐ Ａ Ｐ Ｒ 的原 理，并对 其性能进行 了仿真分析 ，仿 真结果验证 了算法的有效性 。
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一
研发展． ． ＿
ＯＦ ＤＭ系统 中降低峰均 比的算法研究
商丘 工学院机械 工程 学院 杨 晓东 李金展
【 摘要 】第 四代移动通信 系统以正交频分 复用（ Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ） 为核心技术为用 户提供 增值服务 。Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ技 术是一种可 以实现高速双 向无 线数据通信 的 良 好 方法 。其具 有传输速率
义为：
是采 用与其概率 相关的表 征量 互补累积分 布函 图２ 给 出了用ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ 软件仿真 的基 于Ｓ Ｌ Ｍ 算 数（ Ｃ Ｃ Ｄ Ｆ ） 来进 行描述 ，其物理 含义是计算Ｐ Ａ Ｐ Ｒ 法 的Ｐ Ａ Ｐ Ｒ 曲线 。仿真条件 为：Ｃ Ｃ Ｄ Ｆ 仿真 次数为 超 过某一 门限值 ｚ 的概 率 。假 设０ Ｆ Ｄ Ｍ 符 号周 期 １ ０ ０ ０ ，子载波个数Ｎ ＝ １ ２ ８ ，系统采用０ Ｐ Ｓ Ｋ 调制， 内每个 采样值之 间都是不相关 的，￣Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 符 号 Ｖ 分别取２ 、４ 、８ ，旋 转 因子 ｂ ∈［ １－ １ ｊ— ｊ ］ 。 周 期 内的Ｎ 个采 样值 中每个 采样值 的Ｐ Ａ Ｐ Ｒ 都 大 由 图２ 可 以 看 出 ， 原 始 信 号 在 出 现 概 率 于 门限值Ｚ 的概率分 布 （ Ｃ Ｃ Ｄ Ｆ ） 为Ｐ （ Ｐ Ａ Ｐ Ｒ ＞ ｚ ） ＝ 卜 １ ０ － ４ 处 的Ｐ Ａ Ｐ Ｒ 为ｌ １ ． ５ ｄ Ｂ ，序 列个数Ｖ 分别取２ 、 （ 卜ｅ ｘ ｐ （ ～ ｚ ） ） ４ 、８ 的Ｓ Ｌ Ｍ 算 法在 出现概率为 ｌ Ｏ 处 的Ｐ Ａ Ｐ Ｒ 分别 ３ ． 峰均 比的降低方法 为９ ． ８ ｄ Ｂ 、８ ． ４ ｄ Ｂ 、７ ． ８ ｄ Ｂ 。 由此 可 见 ， 在 出现 为 了降Ｉ ￣Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 信 号 中的峰 均 功率 比 ，国 概率为 ｌ Ｏ 处 ，Ｖ 取２ 、４ 、８ 的Ｐ Ａ Ｐ Ｒ 分别 比原始 内外 学 者 进 行 了 大 量 的 研 究 ， 提 出 了很 多 的 方 Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 信 号 的Ｐ Ａ Ｐ Ｒ 减 少３ ． ７ ｄ Ｂ 、１ ｄ Ｂ ￥ ￣ Ｏ ． ６ ｄ Ｂ 。 随 法 。 目前降｛ ￣Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 系统Ｐ Ａ Ｐ Ｒ 的研究方法大致 可 着序列个数Ｖ 的增大，Ｓ Ｌ Ｍ 算法 的降低Ｐ Ａ Ｐ Ｒ 性能 分为三 大类 ，即信 号畸变技术 、编码技术和信 越 好 。 号扰 码 技 术 。 ６结束语 ３ ． １信 号 畸变 技术 本 文介 绍 了Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 系 统降低 峰均 比的常 用 信 号 畸变 技 术是 在信 号 被送 到放 大 器之 的三种方法 ，并详细分析 了信 号扰码技术 中的 前 ，首先经过非线 性处理 ，对有 较大峰值功 率 Ｓ Ｌ Ｍ 算法 ，给 出了用Ｓ Ｌ Ｍ 算 法对系统性能进 行的 的信 号进行预畸变 ，使其不会超 出放大器 的动 仿真 曲线 。结果表明 ，选择 合适的参数可 以使 态范 围，从而避免 较大Ｐ Ａ Ｐ Ｒ 的出现 。其特 点是 Ｓ Ｌ Ｍ 算法大大提高系统降低Ｐ Ａ Ｐ Ｒ 的性能 。 方 法最 简 单和 最 直接 。信 号 畸变 技 术 主要 包 括 ：限幅滤波和压缩扩展变换等 。 参考 文献 【 １ 】 鞠 占生， 谢 绍斌， 牟薪 韦． 减／ Ｉ ￣ ＯＦ Ｄ Ｍ信号Ｐ Ａ Ｐ Ｒ 的Ｐ Ｔ Ｓ ３ ． ２编码技术 编码 技术的基本原理 是利 用编码产生Ｐ Ａ Ｐ Ｒ 较 小 的Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 符 号，避免使用那 些会生成大峰值 功率信 号的编码 图样 。此类方法 的优点是系 统 性能稳 定，其缺 陷在于可供使用 的编码 图样 数 量非 常少，随着子 载波数量增大 ，编码效率会 显著 降低。编码方法 主要用于频 带较宽 ，子 载 波数量较少的情况下传输 。
降低OFDM系统峰均比技术的研究
ｔ —ａｅａｅｐｗ ｒａｉ（ Ａ Ｒ）ｏ ｇａｓ ｗ ｉｈｓｂｔ ｔ ｌ ｅｒｄｓ ｈ ｆｃ ｎ ｙ ｆ ｎａ ｏ ｅ ｌ ｅ． ｏ ｖｒ ｏ ｅ ｒｔ Ｐ Ｐ ｇ ｏ ｆ ｉ ｌ， ｈｃ ｓ ｎｉｌ ｄｇａｅ ｅｅ ｉ ｃ ｌ ｅｒ ｗ ｒ ｍｐｉ ｒ ｓｎ ｕ ａ ａｙ ｔ ｉ ｅ ｏａ ｉ ｐ ａ ｆ ｉ
ｒ ｐｅ ｔｃｉ ｐ ｎ ｎ ｌｅ ｉ ｇ ｔｃ ｎｏｏ ｓｐｒ ｓ ｎｔｄ ｔ ｃ ｅ ｅ ＰＡＰ ｒ ｄ ｔｏ ． Ｔｈｅｐｒ ｐ ｓ ｄ ｓ ｈ ｍ ｅｃ ｎ ｅ ｆｃｉ ｅｙ ｅ ａ ｌｐ ｉ ｇ ａ ｄ ｆ ｔｒｎ ｅ ｈ ｌｇ ｉ ｅ ｅ ｅ ｏａ ｈｉｖ ｉ ｙ Ｒ ｅ ｕｃｉ ｎ ｏ ｏ ｅ ｃ ｅ ａ ｆｅ ｔｖ ｌ ｉ ｉ ｉ ｈ ｌｐ ｎ ｏｓ ｎ ｔ ｅ ＢＥＲ ｅ ｏ ａ ｅ ｏ ｈ ｙｓｅ ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｓ ｃｒ ｌｅｆｃｅ ｃ ｎｈ ｂｔｔ ｅ ｃｉ ｐｉｇ ｎ ｉｅ ｏ ｈ ｐ ｒ ｒ ｎｃ ｆｔ ｅ ｓ ｔｍ ｏ ｉ ｒ ｖ ｐｅ ｔａ ｆ ｉｎ ｙ． Ｂｙ ｓ ｌｃｉ ｇ ｔ ｅ ｓ ｓ ｆ ｍ ｉ ｅｅ ｔｎ ｈ ｙ — ｔｒ ａ ａ ｔ ｒ ｒ ｐ ｌ ｉ ｃ ｎ ａ ｈ ｅ ｅ ａ ｇ ｏ ｏ ｅ ｐ ｒ ｍｅ ｅｓ ｐ ｏ ｅｒｙ． ｔ ａ ｃ ｉ ｖ ｏ ｄ ｃ ｍｐｒ ｍｉｅ ｂｅｗｅ ｎ ｃ ｍｐｌｘ ｔ ｏ ｏ ｐ ｔ ｔｏ ｄ ＰＡＰＲ ｅ ｆ ｍ — ｎ ｏ ｓ ｔ ｅ ｏ ｅ ｉｙ ｆｃ ｍ ｕ ａｉ ｎ ａｎ ｐ ｒｏｒ
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证 了 所提 出方 案 的有 效 性 。 关键 词 ： 交频 分 复 用 ； 合 算 法 ； 正 联 冲激 整 形 ； 复 限 幅滤 波 ； 均 功率 比 重 峰 中 图 分 类 号 ：Ｎ １ Ｔ ９１ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
多带OFDM—UWB系统峰均功率比降低方法研究
速数据传输会 大大增加接 收端 的复杂性 。正交频分复用 （ ｒ ｏ ｏ ａ Ｆｅｕ ｎｙＤ ｖｓ ｎＭｕｔ ｌ ｉｇ Ｏ ｔ ｇ ｎｌ ｒｑ ｅ ｃ ｉｉｏ ｌｐｅ ｎ ， ｈ ｉ ｉ ｘ
ＯＦ Ｍ ）技 术 能有 效 地 解 决上 述 问题 ，它 以频 谱利 用 率 高 、 抗 干 扰 能 力 强 、捕 获 多信 道 能量 等 特 点 成 Ｄ
Ｖ ｌ １ Ｎｏ ６ ｏ， ， １ ．
Ｄｅ ｅ ｅ， ０ ６ ｃ ｍｂ ｒ ２ ０
多带ＯＦ Ｍ— ＷＢ Ｄ Ｕ 系统 峰均 功率 比降低 方法研 究
张士兵 ， 张力军 ２
（ ．南 通 １学 电 子信 息学 院 ，江 苏 南通 ２ ６０ ；２ ｉ 人 ２ ０ ７ ．南 京 邮 电人 学 通信 与 信息 『 学 院 ，江 苏 向京 ２ ０ ） ： １０ ３ ０
数字化等诸多优 势 ，已成为无线通信领域 中的新亮 点，是无线个域 网的首选 方案 ，在未来新～代移动 通信中具有很大的发展潜力 ，被视为下一代无线通信 的关键技术之一【 ］ 】。 叫
超 宽 带信 道 是 一个 复杂 的 多径 环 境 ，会 出现 严 重 的频 率衰 落 和 多径 效 应 。在这 样 的环 境 里 进 行 高
摘要 ｔ针对多带 Ｏ Ｄ Ｕ Ｆ Ｍ— ＷＢ信 号存 高峰均功率比的问题，提 出了利用扩展与交织降低系统信 号 峰均功率比的
＿ 法 。该方法通 过对 传 输数据 进行 Ｊ 扩展 与交 织 ，使 得进 入 多载 波训制 的数据趋 于 高斯 分布 ，减 小 了传 输数 据 自相 ， Ｊ 下叟 关 函数 的旁瓣 峰值 ， 降低 了 ＯＦ Ｍ－ Ｄ ＵＷＢ信 号 的峰均功 率 比 。 由于 采用正 交矩 阵进 行 扩展 ，扩 展前后 的数据传 输速 率 保 持不 变 。仿真结 果表 明，扩 展与 交织 可 以有效地 降低 信号 峰均 功率 比 ２ ５ Ｂ左右 。同时 该方 法还 具肯抗 窄带 干扰 的 －ｄ