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ＯＦＤＭ系统降低峰均功率比的研究
作者：杨伟超 武林俊 黄 杰 扈小丽 来源：《现代电子技术》2008年第08期
摘 要：正交频分复用技术非常适合高速通信系统，但却存在着高峰均比问题。部分传输序列法因其灵活有效的降低OFDM系统的峰均功率比而被广泛的研究。对以前技术研究之后，提出一种基于相位的搜索算法。仿真结果表明，用这种方法降低系统的计算复杂度，并且其性能和以前的方法相比没有降低。
关键词：正交频分复用；降低PAPR；部分传输序列法；相位调整 中图分类号：TN918文献标识码：A 文章编号：1004-373X(2008)08-073-
(Institute of Information Engineering,Henan University of Tec
Abstract：Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing (OFDM) system is very good for the high speed communication system,but the high Peak to Average Power Ratio (PAPR) is a very serious problem.Partial Transmit Sequence (PTS) scheme has been widely studied to reduce the high PAPR of OFDM signal since it is flexible and efficient.This paper proposes a new phase search algorithm that reduces the high PAPR.Our simulation results show that the proposed scheme provides significant
Keywords：orthogonal frequency division multiplexing;PAPR reduction;PTS;phase adjustment 引 言
正交频分复用是一种多载波调制技术,具有很高的频谱利用率,能够有效减小无线信道的时间弥散所带来的ISI。广泛应用于现在流行的高速无线通信技术中，如WIMAX和WIFI。OFDM 技术有2个关键问题:对频率偏差敏感,峰均功率比值较大。这是因为OFDM信号在时域上表现为N个正交子载波信号的叠加,理论上峰值功率可以达到均值功率的N倍。尽管峰值功率出现的几率很低，但为了不失真地传输这些信号,对发射端的线性度要求很高,并且过大的功率会造成很大浪费,系统的性能也会急剧恶化,他直接影响整个系统的运行成本和效率。因此必须寻找降低峰值平均功率比的方法。
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目前已经提出很多方法来解决PAPR的问题， 包括限幅类技术、编码类技术、概率类技术。其中概率类技术中部分传输序列(PTS)算法是一种解决高PAPR问题的有效方法,他通过对符号作线性划分和线性变换,可以显著减少信号峰值出现的概率。 2 峰均功率比的定义
OFDM系统中的峰均功率比是指OFDM信号的最大峰值功率和其平均功率之比，即：
\\
\\](1)
PAPR=Ppeak[]Paverage=max\\[|xn|\\
式(1)中表示经过反傅里叶变换后得到的一个OFDM符号；E［］代表数学期望。N点
M进制的输入序列［x0,…,xn-1］，将星座映射后的数据序列分别调制在N个子载波上，在一个OFDM符号周期内，基带OFDM符号可以等效表示为:
∈\\[0,T)(2)
s(t)=∑N-
经过射频端后OFDM符号可以表示为对复基带信号:s(t)的峰值功率进行讨论。
2πfet}。其中fe为射频的载波
频率。在无线通信领域中，射频信号的峰值功率近似于复基带信号的峰值功率。因此，这里只
对连续时域信号s(t)以T/N的速率进行抽样，即令t=kT/N(k=0,1,…,N-1),可以得到离散的时域信号
sk=skTN=∑N-1n=0Xnexp(j2πNkN) 0≤k≤N- 即，sk=IDFT{Xn}(3)
OFDM符号的功率为:
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=∑N-1[]n=0∑N-1[]m=0(Xn-
为有限长复值序列\\[X0,…,Xn-1\\]的自相关函数。
-j2πω[]Nk(4)
-
式(1)中，
对所有的子载波幅度进行归一化，可得:
Paverage=E{P(K)}=N
根据峰均功率比的定义式，可得：
-j2πωN(5)
由式(4)可以推得:
P(k)≤N+2∑N-1[]u=1|R(u)|≤N+2∑N-1[]u=1(N-
理论上峰均功率比可达到：
从式(5)上可以看出，降低PAPR技术的核心就是降低R(u)，也即是降低传输信号序列的相关性。当输入数据序列的一致性较大时，OFDM 峰均功率就比较高。假定当输入二进制数据