抑制OFDM系统中PAPR的技术分析

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OFDM信号光纤传输系统中降PAPR方法研究的开题报告

OFDM信号光纤传输系统中降PAPR方法研究的开
题报告
一、研究背景
随着5G时代的到来，OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术被广泛应用于无线通信领域，具有带宽利用率高、频谱效率高、可靠性好等优点。

然而，在光纤通信系统中，OFDM信号的高峰均值功率比（PAPR）较大，会导致光纤传输时出现非线性失真和码间串扰等问题，影响系统的性能和数据传输质量。

因此，如何有效降低OFDM信号的PAPR成为了当前光纤通信系统研究的重要问题之一。

二、研究内容
本文将针对OFDM信号在光纤通信系统中的传输问题，研究降低OFDM信号PAPR的方法。

具体研究内容包括：
1. OFDM信号的基本原理及其在光纤通信系统中的应用。

2. OFDM信号的PAPR分析与性能指标研究。

3. 目前常用的PAPR降低方法，包括裕量削减、选择映射、Tone Reservation等，进行对比研究。

4. 提出一种新的OFDM信号PAPR降低方法，并对其进行理论分析和仿真验证。

三、研究意义
本文研究降低OFDM信号PAPR的方法，旨在提高光纤通信系统的数据传输速率和可靠性，为5G时代的光纤通信系统提供技术支持和理论指导。

同时，本研究也有望拓展OFDM技术在其他领域的应用，有重要的理论和实际意义。

CO-OFDM系统中降低PAPR技术研究的开题报告

CO-OFDM系统中降低PAPR技术研究的开题报告一、选题背景随着通信技术的不断发展，OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 技术得到了广泛的应用和推广。

OFDM 技术具有传输能力强，抗干扰性能好等优点，但是该技术中会存在高峰均比（PAPR，Peak-to-Average Power Ratio）现象。

PAPR 现象会导致系统动态范围下降，增加系统的复杂度和功耗，严重影响了系统的性能和可靠性。

因此，研究如何降低 PAPR 技术，是 OFDM 技术发展中面临的一项重要问题。

二、选题目的本文的研究目的是探究 CO-OFDM 系统中降低 PAPR 技术，以提高系统的传输能力和可靠性。

具体研究内容包括：1、理论分析 CO-OFDM 系统中的 PAPR 问题。

2、总结和归纳 PAPR 技术降低的方法，选择适合 CO-OFDM 系统的降低 PAPR 的方法。

3、设计 CO-OFDM 系统中降低 PAPR 的算法，并进行仿真实验验证。

4、对降低 PAPR 的方法和算法进行评估分析，并提出优化建议。

三、研究方法本文将采用以下方法进行研究：1、文献综述法：查阅相关文献，了解现有降低PAPR 技术。

2、分析法：通过理论分析 CO-OFDM 系统中的 PAPR 问题，确定适合该系统的降低 PAPR 方法。

3、算法设计法：设计 CO-OFDM 系统中降低 PAPR 的算法，并进行仿真实验。

4、评估分析法：对降低 PAPR 的方法和算法进行评估分析，并提出优化建议。

四、研究意义本文的研究成果对于提高 CO-OFDM 系统的传输能力和可靠性具有重要意义，有以下几个方面的价值：1、为 CO-OFDM 系统的研究和应用提供参考依据。

2、为 CO-OFDM 系统的设计和优化提供技术支持。

3、探究降低 PAPR 的方法，对于 OFDM 系统的发展具有一定的推动作用。

4、对于理解无线通信系统的原理和技术，提高通信专业学生的实践能力有重要意义。

OFDM系统PAPR抑制问题研究

多载波调(Multiple Carrier Modulation，MCM)就是将要传输的高速数据流分解成若干个低速比特流，并且用这些比特流去并行调制若干个子载波，即在频域将给定的一个信道分成许多子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制。
高峰值的产生
在单载波调N(如FSK，GMSK等)系统中，已调信号的包络是恒定值。在这样的系统中，发射机的功率放大器可以工作在效率很高的非线性工作区，而输出信号的频谱扩展和失真效应很小。但是在OFDM系统中，当某个时刻多个子载波呈现同极性的峰值时，叠加后的信号便会出现高峰值。子载波的个数越多，出现的峰值就越高。
制和解调，易用DSP实现。
OFDM技术其本身的局限性
１峰均功率比大，对系统的非线性问题敏感２对定时和频率偏移敏感３保护间隔的引入降低了信道利用率
为了降低OFDM系统的复杂度和成本，我们考虑用快速傅立叶变换（FFT）和反变换（IFFT）来实现上述功能，用离散傅立叶变换实现OFDM的调制器解调器如图所示：
假设OFDM符号周期内每个采样值之间是不相关的，则在OFDM符号
周期内的N个采样值当中，每个采样值的PAPR都小于门限值z的概率分
布为：
P { P A P R z } 1 1 e z N
CCDF是x的平滑非递增函数，体现了信号功率高于给定功率电平的统计情况。它的X坐标表示信号峰值功率高出平均功率的dB 的电平值，Y坐标表示当信号峰值功率大于或等于X坐标所指定的某一功率电平时所占的时间比率。
峰均功率比的定义
OFDM信号的峰值平均功率(Peak．to．Average Power Ratio)，简称峰均功率比 (PAPR)，从OFDM的数学表达式可以看出一个OFDM符号是N个正交子信道的信号之和，其中各子信道的载波是sin或cos函数.当所有子信道信号以峰值相加时，,OFDM信号将产生最大峰值。峰均功率比PAPR: 定义为OFDM信号的最大峰值功率和同一信号平均功率之其中比，为：

通过OFDM系统峰均比进行算法优化,降低OFDM信号的PAPR

通过OFDM系统峰均比进行算法优化，降低OFDM信号的PAPR OFDM ——OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）即正交频分复用技术，实际上OFDM是MCM Multi-CarrierModulation，多载波调制的一种。

其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。

正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰ICI 。

每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。

而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。

在向B3G/4G演进的过程中，OFDM是关键的技术之一，可以结合分集，时空编码，干扰和信道间干扰抑制以及智能天线技术，最大限度的提高了系统性能。

包括以下类型：V-OFDM,W-OFDM,F-OFDM,MIMO-OFDM,多带-OFDM。

正交频分复用OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术具有传输效率高和有效对抗多径衰落的特点，不但在数字音视频领域得到了广泛的应用，而且已经成为无线局域网标准的一部分。

OFDM技术在军事无线移动通信领域将会获得越来越广泛的应用。

但OFDM系统最主要的缺点是具有较大的峰值平均功率比（PAPR），它直接影响着整个系统的运行成本和效率。

当系统产生很大的峰值时，要求功率放大器、A/D、D/A转换器具有很大的线性动态范围，否则当信号峰值进入放大器的非线性区域时，就会使信号产生畸变，产生子载波间的互调干扰和带外辐射，破坏子载波间的正交性，降低系统性能[3]。

为了避免这种情况，传统的方法是采用大动态范围的功率放大器，或者对功率放大器的工作点进行补偿，但是这样做将会使功率放大器的效率大大降低，绝大部分能量都转化为热能被浪费掉。

降低OFDM系统中PAPR的技术研究

ｓｏｈｔｒｄｎａｃｎｔｅｔａｓｓｉｎｏｆｒａｉｎａｄｈｒｗａｅｉｌｍｅｔｔｎａｅｉｒｖｄｃｍｐｒｄｗｉｈｈｗｓｔａｅｕｄｎｙｉｈｒｎｍｉｓｏｆｉｏｎｍｔｎａｄｒｏｍｐｅｎａｉｒｏｍｐｏｅｏａｅｔｔｅｈｔａｉｏａｔｏｆＰｒｄｔｎｌｉｍｅｈｄｏＴＳ．Ｋｅｗｏｄ：ｒｈｇｎｌｆｅｕｎｙｄｖｓｏｌｐｅｉｇ￣ｐａ－ｏａｅａｅｐｗｅａｉＰＴＳｙｒｓｏｔｏｏａｒｑｅｃｉｉｉｎｍｕｔｌｘｎｉｅｋｔ－ｖｒｇｏｒｒｔｏ
Ｏ引
言
现，最常用的信号预畸变技术包括限幅滤波、峰值加窗、峰值取消、压缩扩展变换、权多载波调制等，加这些信号预畸变技术的好处在于直观、简单，而这一非线性过程会带然来严重的带内失真，ＥＢＲ和带外辐射也显著增大，谱利频用率相应降低。
维普资讯
雌一
ＥＴＮＭＳＥＮ术ＨＬＹＬＲＩ子ＲＥＴＮＯＥＯ电Ｅ量ＴＥＯＣＣＡＭＣＧ测技Ｕ
第７月２年２０２３第０卷期
降低ＯＦＭ系统中ＰＲ的技术研究ＤＡＰ
肖丽萍祝绘青
ＸｉｏＬｉｉｇＺｕＨｕｑｎａｐｎｈｉｉｇ（ｏｌｅｏｆｒｔｎＳｉｃｎｎｉｅｒｇＣｌｇｆＩｏｍａｉｃｎｅａｄＥｇｎｅｉ，ＹａｓａｉｅｓｙＱｉｇｕｎｄ００６０）ｅｎｏｅｎｎｈｎＵｎｖｒｉ，ｎｈａｇ８６０４ｔ

抑制OFDM系统中PAPR的技术分析

抑制OFDM 系统中PAPR 的技术分析吕　锋,饶　谋(武汉理工大学信息学院　湖北武汉　430070)摘　要:无线通信OFDM 系统中的高峰均比(PAPR )是限制OFDM 技术实用化的主要障碍。

介绍了一些抑制OFDM 系统中PAPR 的主要方法:信号畸变技术、概率类技术、信号编码技术,并对其中几种常用的方法:如限幅法、压缩扩展法、SL M (选择映射法)、PTS (部分传输序列法)进行具体分析,使用Matlab 对它们进行仿真比较,讨论各自存在的优缺点。

关键词:OFDM ;PA PR ;压缩扩展法;SL M ;PTS中图分类号:TN919.3 文献标识码:A 文章编号:10042373X (2009)072018204Analysis of PAPR R eduction T echniques for OFDM SystemL V Feng ,RAO Mou(Information College ,Wuhan University of Technology ,HuBei ,Wuhan ,430070,China )Abstract :The high Peak 2to 2Average Power Ratio (PA PR )is the fault of the OFDM systems.Some methods for reducing PAPR in OFDM systems are introduced.Including signal aberrance technique ,probability technique and coding technique.Making a particular analysis of some methods ,such as amplitude clipping ,companding ,selected mapping ,partial transmit sequence ,and simulation for each one to discuss their virtues and shortcomings.K eywords :OFDM ;PA PR ;companding ;SL M ;PTS收稿日期:2008209209基金项目:国家高科技研究发展计划(863项目)(2007AA12Z170)0　引　言O FDM 即正交频分复用,是一种特殊的多载波传输方案,与普通的单载波调制相比,O FDM 调制技术主要有以下优点:可与多种接入方式结合使用;在接收端和传送端使用FF T 装置,大大降低了OFDM 的实现复杂性;可采用联合编码技术;抗符号间干扰和突发噪声能力强;支持动态比特分配方法;频谱使用率高。

OFDM通信系统中PAPR抑制方法研究毕业论

大连海事大学毕业论文二○一四年六月OFDM通信系统中PAPR抑制方法研究专业班级：电子信息工程1班姓名：白黎宾指导教师：那振宇信息科学技术学院摘要随着时代的发展和科技的进步，在无线通信领域中，社会对数据传输数率的要求日益增加。

信道上的干扰是限制信道上传输的数率的主要原因。

在这些原因里面，最主要的干扰是由信道的多径效应引起的频率选择性衰落。

因为传统的单载波传输对处理多径效应的弱势。

现今OFDM（正交频分复用）成为了解决这一问题应用最广泛的技术，OFDM已经广泛用于ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line）、HDTV（High Definition Television）和WLAN（Wireless Local Area Network）等许多领域并且已经确定成为4G无线通信网络的核心技术。

OFDM技术就是把信道划分成多个子信道，各个子信道相互正交，频谱相互交叠。

OFDM有一个固有缺点，信号存在着很大的PAPR（峰均功率比），很容易导致OFDM信号的失真、使其系统性能降低，也对系统硬件设备提出了很高的要求，提高了设备的成本，造成了不必要的浪费。

所以，要广泛采用OFDM技术，必须要降低OFDM信号的PAPR。

本文主要研究了OFDM系统中抑制PAPR的问题。

首先阐述了OFDM系统的基本原理和关键技术，然后分析了抑制PAPR的各种方法，主要有信号畸变类技术、编码类技术和概率类技术。

重点研究了信号畸变类技术中的限幅方法和概率类技术中的SLM（选择性映射方法）。

使用改进的限幅滤波法和选取合适参数的SLM方法处理OFDM中的高PAPR值，并且得到了很好的抑制效果。

限幅滤波法能有效的降低系统中的PAPR，而且计算复杂度很小，实现简单，具有很好的实用价值；SLM 方法相对计算较为复杂，系统实现也比较难，但是有很好的噪声干扰的抑制效果，在适当的情况下依然很适用。

关键词：PAPR抑制；OFDM；限幅；选择性映射ABSTRACTWith the advancement of technology and development in the field of wireless communications,data transmission rates of social demands are increasing. However,in real channels , there are various non- ideal linear interference,that’s the main reason to limit the channel transmission rate.Because of these reasons,the most important interference is the frequency selective fading caused by multipath channel.Because the traditional single-carrier transmission to deal with weak multipath effects,the technology has begun to not meet people's needs.Today OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) has become the most widely used solution to this technical problem,OFDM has been widely used in ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), HDTV (High Definition Television), and WLAN (Wireless Local Area Network) and many other fields,getting more and more people's attention, and has identified a core technology of 4G wireless communications network.OFDM technology is the channel which into a plurality of subchannels, each subchannel mutually orthogonal spectral overlap.OFDM has an inherent shortcomings,its signals exist the of a large PAPR (peak to average power ratio),it can easily lead to distortion of the OFDM signal to degrade system performance,and the system also made high hardware requirements to improve the cost of the equipment, resulting in unnecessary waste.Therefore, in order to widely used OFDM technology, we must reduce the PAPR of OFDM signal.This paper studies how to reduce the PAPR of OFDM system.First describes the basic principles and key technologies of OFDM system,and then analyzes the various methods of inhibiting the PAPR,about signal distortion technology, coding technology and probability technology.Focus on the clipping method of signal distortion technology,and SLM(selected mapping method) of probability ing improved limiting filtering and selecting the appropriate parameters in the SLM approach to high-OFDM PAPR value, and get a good inhibitory effect. Limiting filtering system can effectively reduce the PAPR, and the computational complexity is small, simple, with good practical value; SLM method of calculation is more complicated, the system is also more difficult to achieve, but have a goodnoise inhibitory effect, in appropriate circumstances it is still applicable.Keywords: PAPR suppression，OFDM，Clipping，Selected mapping method目录第一章绪论 (1)1.1研究背景及其意义 (1)1.2 OFDM技术发展和研究现状 (2)1.3论文研究的主要内容 (4)第二章OFDM系统原理概述 (5)2.1 OFDM系统基本模型 (5)2.2 OFDM的保护间隔和循环前缀 (6)2.2.1保护间隔 (6)2.2.2循环前缀 (6)2.3 OFDM系统的参数选择 (6)2.4 OFDM系统的中的关键技术 (7)2.4.1 OFDM系统的中的同步技术 (7)2.4.2 OFDM系统的中的信道估计 (7)2.4.3 OFDM系统的中的信道编码 (7)2.4.4 OFDM系统的中的峰均比 (8)2.5 OFDM系统的主要优缺点 (8)2.6 OFDM系统的PAPR（峰均功率比） (9)2.6.1 OFDM系统的PAPR（峰均功率比）的定义 (9)2.6.2 放大器非线性对OFDM中PAPR的影响 (10)2.6.3 OFDM系统中PAPR的分布 (10)2.6.4 评价降低OFDM系统PAPR的技术好坏的因素 (11)2.6.5 降低OFDM系统中PAPR的主要技术 (11)第三章基于限幅方法PAPR抑制算法 (15)3.1 限幅方法限制OFDM系统PAPR原理 (15)3.2 传统限幅方法带来的问题及插值滤波方法的提出 (15)3.3 限幅插值滤波法存在的问题及其改进 (16)3.4 本章小结 (24)第四章基于SLM方法PAPR抑制算法 (25)4.1 SLM方法限制OFDM系统PAPR原理 (25)4.2 SLM方法限制OFDM系统PAPR的分析 (25)4.3 SLM方法限制OFDM系统PAPR的仿真 (25)4.4 限幅算法与SLM算法性能对比与分析 (28)4.5 本章小结 (29)结论与展望 (31)参考文献 (32)致谢 (33)第一章绪论通信已经成为社会发展潮流中不可或缺的角色，越来越多的人开始关注通信领域的发展。

OFDM系统PAPR减小技术综述

文章编号：１００２－８６９２（２００６）０１－００４１－０３ＯＦＤＭ系统ＰＡＰＲ减小技术综述＊韩艳春，杨士中（重庆大学通信工程学院，四川重庆４０００４４）【摘要】描述了一些减小ＰＡＰＲ的主要方法：限幅类技术、编码类技术、概率类技术［包括部分传输序列（ＰＴＳ）、选择映射（ＳＬＭ）、交织、ＴＲ（ＴｏｎｅＲｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ），ＴＩ（ＴｏｎｅＩｎｊｅｃｔｉｏｎ）和ＡＣＥ（ＡｃｔｉｖｅＣｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎＥｘｔｅｎｓｉｏｎ）］等。

【关键词】正交频分复用；峰均功率比；互补累积分布函数；选择映射方法；传输序列方法【中图分类号】ＴＮ９１１．３；ＴＮ９４１．１【文献标识码】ＡＡＮＯＶＥＲＶＩＥＷＯＦＰＡＰＲＲＥＤＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳＦＯＲＯＦＤＭＨＡＮＹａｎ－ｃｈｕｎ，ＹＡＮＧＳｈｉ－ｚｈｏｎｇ（ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｈｏｏｌ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ）【Ａｂｓｔｒａｃｔ】ＴｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｄｅｓｃｒｉｂｅｓｓｏｍｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔＰＡＰＲｒｅｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒＯＦＤＭｉｎｃｌｕｄｉｎｇａｍｐｌｉｔｕｄｅｃｌｉｐｐｉｎｇｔｅｃｈ－ｎｉｑｕｅ，ｃｏｄｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｓｕｃｈａｓｐａｒｔｉａｌｔｒａｎｓｍｉｔｓｅｑｕｅｎｃｅ，ｓｅｌｅｃｔｅｄｍａｐｐｉｎｇ，ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ，ｔｏｎｅｒｅｓｅｒｖａ－ｔｉｏｎ，ｔｏｎｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄａｃｔｉｖｅｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎｅｘｔｅｎｓｉｏｎ．【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ＯＦＤＭ；ＰＡＰＲ；ＣＣＤＦ；ＳＬＭ；ＰＴＳ・综述・１引言ＯＦＤＭ的提出已经有近４０年的历史了，近年来，由于数字信号处理技术的飞速发展，ＯＦＤＭ作为一种可以有效对抗符号间干扰（ＩＳＩ）的高速传输技术被广泛关注。

OFDM系统PAPR抑制问题研究

最新研究成果
基于机器学习的PAPR抑制算法
利用机器学习算法对OFDM信号进行学习和优化，以实现更高效的 PAPR抑制。
联合优化方法
将PAPR抑制与其他系统参数优化相结合，通过联合优化提高系统性能。
硬件加速技术
利用硬件加速技术，如FPGA和ASIC，提高PAPR抑制算法的计算效率。
混合方法
结合多种算法的优势，形成一种混合的PAPR抑制方法，以获得更好的性能和效率。
研究趋势与展望
深度学习在PAPR抑制中的应用
01
利用深度学习强大的学习和优化能力，进一步提高PAPR抑制算
法的性能。
跨层优化
02
将PAPR抑制与物理层、链路层和网络层优化相结合，实现跨层
优化的研究趋势。
动态自适应技术
03
研究能够根据信道状态和系统参数动态调整的PAPR抑制算法，
以提高系统的适应性和鲁棒性。
OFDM符号由多个子载波调制而成，调制方式随机性可能导致 PAPR增加。
帧同步与帧格式
帧同步和帧格式的设计也会影响PAPR。
PAPR的测量方法
1 2
直接测量法
直接测量OFDM信号的峰值和平均功率，计算两者比值。
基于概率的测量法
统计OFDM信号的峰值和平均功率的概率分布，计算PAPR。
3
基于循环谱的测量法
05 PAPR抑制技术的实际应用与挑战
在通信系统中的应用
OFDM通信系统
OFDM技术广泛应用于现代通信系统，如4G和5G移动网络。PAPR抑制技术对于提升OFDM系统的性能至关重要，特别是在对抗多径衰落和频谱效率方面。
宽带接入
在宽带接入网络中，OFDM系统用于提供高速数据传输。PAPR抑制有助于降低信号峰均比，减少失真，提高信号的传输质量和覆盖范围。

OFDM系统梳状导频的PAPR问题及解决方案

第１３卷第５期２０年ｌ０８０月
文章编号：１０．２９（０８０－１５００７０４２ｏ）５０２－４
电路与系统学报
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１５
对ＰＲ的恶化。ＡＰ
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２梳状导频对ＰＲ的影响ＡＰ
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图１使用梳状导频的ＯＦＤＭ符号结构
提高信道估计的精度，通常选星座图最外面的点作为导频【。７］
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导频符号具有非随机特性，这对信号的ＰＲ是有影响的。为ＡＰ
为了提高性能，ＯＦＤＭ系统通常采用相干解调方案。这要求接收端通过信道估计获取信道状态信
息。在无线衰落环境中，通常使用梳状导频估计信道Ｊ固定的导频符号改变了ＯＤ信号的统计。ＦＭ特性。导频取值不当，会加剧ＯＦＭ信号的ＰＲ，从而增加发射端降低ＰＲ的负担。本文从最简ＤＡＰＡＰ单的等值梳状导频入手，分析导频对ＯＦＤＭ信号ＰＲ的影响，并提出ＡＰ

ofdm峰均比抑制算法

ofdm峰均比抑制算法OFDM（正交频分复用）是一种高效的调制技术，广泛应用于无线通信系统中。

然而，OFDM系统在传输过程中存在一个重要的问题，即峰均比抑制。

峰均比抑制是指信号的峰值与均值之比较大，容易导致信号在传输过程中发生失真，降低接收端的性能。

因此，研究和设计有效的峰均比抑制算法对于提高OFDM系统的性能具有重要意义。

OFDM技术通过将高速数据流分成多个低速子流，并在不同的子载波上进行并行传输，从而提高了系统的传输效率。

然而，在OFDM系统中，子载波之间存在相互干扰的问题，导致信号的峰均比较大。

峰均比是指信号峰值与均值之比，是衡量信号波形波动性的重要指标。

当峰均比较大时，信号的波动性较强，容易引起非线性失真和频谱扩展，从而影响接收端的性能。

为了解决OFDM系统中的峰均比抑制问题，研究人员提出了许多有效的算法。

其中，常见的算法包括峰均比裕度（PAPR）削减技术、选择性映射（SLM）技术、部分传输序列（PTS）技术等。

这些算法通过改变OFDM信号的幅度和相位分布，减小信号的峰均比，从而提高系统的性能。

峰均比裕度（PAPR）是一种常用的峰均比抑制技术。

该技术通过在OFDM信号中引入一个辅助信号，使其与原信号相互干扰，从而减小信号的峰均比。

具体而言，峰均比裕度技术通过选择合适的子载波来调制辅助信号，使其与原信号相互干扰，从而减小信号的峰均比。

这样一来，信号的幅度分布更加均匀，减小了峰值与均值之间的差异，降低了信号波动性，提高了系统的性能。

选择性映射（SLM）技术是另一种常用的峰均比抑制技术。

该技术通过在OFDM信号中引入多个备选信号，并根据信道条件选择合适的备选信号进行传输，从而减小信号的峰均比。

具体而言，选择性映射技术通过在发送端引入一个映射表，根据信道条件选择合适的备选信号进行映射，使得发送信号的峰均比较小。

这样一来，信号的波动性较小，降低了非线性失真和频谱扩展，提高了系统的性能。

部分传输序列（PTS）技术是一种基于时域分割的峰均比抑制技术。

星载OFDM宽带信号PAPR抑制技术

ｆｏｒｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｐｅａｋ — ｔｏ — ａｖｅｒａｇｅｐｏｗｅｒｒａｔｉｏｏｆＯＦＤＭｓｉｇｎａｌ＇，ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏ１．３６，Ｎｏ．１４，ＰＰ．１２２６ — １２２８，Ｊｕｌｙ．２０００
峰值平均功率比（简称峰均比）过高是ＯＦＤＭ系统的一个严重缺点。当峰均比较高的信号通过ＨＰＡ（高功率放大器）
时，为了避免信号的非线性失真与带外频谱再生，要求功率放大器必须以很大的补偿（功率回退）工作，大大降低了放大器
没有限制。在引入极少冗余信息的条件下，ＰＴＳ能够灵活且有效地改善发送信号的峰均比性能。
循环移位法是一种交织和ＰＴＳ相结合的降低峰均比的方
五＝
没有限制。在弓Ｉ入极少冗余信息的条件下，ＰＴＳ能够灵活且有效地改善发送信号的峰均比性能。循环移位法是一种交织和ＰＴＳ相结合的降低峰均比的方法。在ＰＴＳ法中，被分割开的每一个数据子块分别乘以一个
相位因子６，然后叠加进行ＯＦＤＭ调制：
［１］尹长川Ｉ，罗涛，乐光新．多载波宽带无线通信技术【Ｍ］．北京邮电大学出版社，２００４
【２】Ａ．Ｄ．ＳＪａｙｌａａｔｈａｎｄＣ．Ｔｅｌｌａｍｂ￣ａ， “ ＡｄａｐｔｉｖｅＰＴＳａｐｐｒｏａｃｈ

PAPR抑制技术简介

OFDM信号峰平比（PAPR）抑制技术一、研究背景无线通信技术在近几十年中发展迅速。

20世纪80年代，出现了以FDMA 和模拟技术为核心的第一代无线通信系统（1G），仅提供话音业务。

到了90年代初期，出现了以CDMA技术和TDMA技术为核心技术的第二代移动通信系统（2G）。

90年代末期产生了以分组无线业务（GPRS）和高速电路数据交换业务（HSCSD）为代表的2.5G通信系统，提高了无线数据的传输速率和网络容量。

目前第三代移动通信系统（3G）仍沿用第二代移动通信系统的网络结构。

以CDMA为核心技术，并且支持语音、图像、文件传输和网页浏览等信息业务。

随着技术的进一步发展，以及用户对于无线接入互联网和无限多媒体数据业务的巨大需求，促使各个国家推出了4G系统。

而正交频分复用技术（OFDM）作为一种新型的数字调制技术，具有很多优点，可以解决无线移动环境中多径衰落等问题，具有非常广阔的发展前景。

二、研究意义正交频分复用技术（OFDM）是一种多载波调制技术，广泛使用于多径衰落条件下，具有频谱效率高、抗多径衰落等优点。

同时也具有对相位噪声敏感及峰平比较大等缺点。

OFDM中多个子载波的累加会产生较大的峰值信号，所以要求高功率放大器具有较大的线性动态范围，这会增加高功率放大器的成本，同时会降低高功率放大器效率。

如果峰值超过高功率放大器的线性动态范围，就会造成带内失真和带外弥散。

降低峰平比是OFDM系统的关键技术，具有很重要的意义。

三、抑制PAPR问题的研究现状对OFDM信号的高峰平比的抑制有很多方法。

基于放大器的角度，可以提高放大器的线性范围，但这样会相应的造成成本的增加和功率的浪费。

也可以对信号进行预失真处理，但要求准确的对系统进行非线性建模。

而基于信号处理的角度，可以采取限幅、编码、选择映射等技术对PAPR进行抑制。

限幅技术是一种实现最简单的方法，但这种方法是对信号进行非线性处理，所以会造成带内干扰和带外辐射，使系统的误码率性能恶化。

OFDM系统中降低峰均比的研究

四次限幅滤波
0
2
4
6
8
100
12
信号限幅滤波后的功率累积分布
OFDM系统中降低峰均比的研究
限幅技术的基本思想就是预先设定一个限幅门限，当信号的幅度超过这个门限时就会被消掉超出部分，使得信号峰值不超过设定的门限值。
OFDM系统中降低峰均比的研究
采用限幅算法的仿真程序流程图
开始
信号赋初值变量赋初值模拟OFDM信号
OFDM系统中降低峰均比的研究
概率类技术
这类技术并不着眼于降低信号幅度的最大值，而是降低峰值出现的概率。其基本思想就是降低较大峰值出现的概率。一般的概率类技术都将带来一定的信息冗余。概率类技术又包括很多种，主要有：
概率类技术
OFDM系统中降低峰均比的研究
限幅类仿真
在OFDM信号中，由于较大的峰值出现的概率非常小，因此，限幅是一种非常直接和有效的降低峰均比的技术。
对各信道的峰值信号进行限幅
计算限幅后信号的峰均比
画出限幅后各信道峰均比的图像
结束
OFDM系统中降低峰均比的研究
一次限幅滤波后，信号PAPR值的对比，由图中可以看出限幅后信号的PAPR值明显降低。仿真结果表明，采用限幅法来降低峰均比是行得通的。在实际运用中，通过限幅法来降低OFDM系统的峰均比，使得发射机中的功率放大器高效工作，提高系统的整体性能。
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限幅原理图
OFDM系统中降低峰均比的研究
然而，限幅是一个非线性过程，它将导致严重的带内干扰和带外噪声，从而降低整个系统的误比特率性能和频谱效率。限幅后滤波可以降低带外频谱干扰，但这又将导致峰值再生。但我们可以通过多次限幅滤波过程来进行一步降低信号的峰值。

OFDM系统PAPR抑制技术及其在DVB-C2中的应用

OFDM系统PAPR抑制技术及其在DVB-C2中的应用作为一种多载波调制方案，正交频分复用(OFDM)技术具有包括频谱利用率高、抗多径信道衰落能力强和信道均衡复杂度低等优势。

因此许多国际通信标准都采用了OFDM调制方案。

由于OFDM信号是由许多独立的子载波通过IFFT运算叠加而成的，当多数子载波同相时会使信号具有很高的峰均比(PAPR)，这是OFDM通信系统的主要缺点。

高PAPR会给OFDM通信系统带来如下问题：放大器的线性度要求非常高，否则会带来信号的失真；降低了模数(A/D)和数模(D/A)转换器的量化信噪比。

因此，抑制OFDM系统中的PAPR显得尤为重要。

目前，PAPR抑制技术得到了广泛的研究，主要包括削波与滤波、DFT扩频、预留子载波(TR)和基于概率的选择性映射(SLM)及部分传输序列(PTS)算法。

本文对PAPR进行了重要的研究，其主要工作体现在：1、深入分析了OFDM信号的幅度分布及PAPR问题。

通过对放大器模型的建立，仿真了放大器的非线性特性及OFDM信号通过放大器时引起的带外频谱扩散和带内信号失真。

这为PAPR抑制算法的研究提供了理论依据。

2、研究了经典的峰均比抑制算法，比较了各种算法的优缺点、计算复杂度及PAPR性能。

在PTS算法中主要分析了子载波分配方式对PAPR性能的影响。

对于DFT扩频算法，考虑了脉冲成形滤波器的影响。

在基于TR的算法中分别介绍了用削波和参考核生成峰值抵消信号的方法，这是改进算法的原理基础。

3、设计了基于预留子载波的削波改进算法和参考核改进算法。

改进的削波算法采用经典削波与深度削波相结合的复合削波方案，并且对深度削波的门限以及削波因子进行优化控制。

改进的参考核算法每次迭代可以抵消多个峰值，因此减少了计算复杂度及迭代次数。

4、结合欧洲第二代有线数字电视标准(DVB-C2)的系统结构，分析了OFDM 的应用对有线电视网络性能的提升。

并将改进的PAPR抑制算法应用到DVB-C2系统中，取得了比传统算法更好的PAPR性能及更快的收敛速度。

OFDM系统PAPR抑制的研究

OFDM系统 PAPR抑制的研究1. OFDM系统概述OFDM是一种典型的多载波调制技术。

它的基本原理为高速的数据流分解为多路并行的低速数据流，在多个载波上同时进行传输。

就是将原始的信道划分为多个正交的子载波信道，每个子载波信道使用不同的相互正交的子载波分别进行调制，在每一个子信道上进行窄带调制与传输，使得信号带宽小于信道的相关带宽。

图1.1OFDM系统的原理框图从图1.1看出，每一个多载波信号都是多路经过正交调制的子载波信号的总和，令其子载波个数为N，OFDM的带宽为T，用数学表达式描述为：式（1-1）在式（1-1）中，子载波数量N，OFDM符号周期T，第个信道分配的数据符号，第个信道里，所需的子载波频率，该OFDM信号的开始时间为。

傅里叶变换（DFT）主要的作用就是将时域和频域联系在一起，傅里叶变换有着多种形式，我们根据实际情况决定所选择的形式。

大多数的信号处理使用的是离散傅里叶变换（DFT）。

而OFDM运用IFFT进行信号调制，FFT进行信号解调。

图1.2则是运用了IFFT/FFT的OFDM系统的原理框图。

串/并转换信号映射IFFT插入循环前缀并/串转换D/A转换上变频串行数据输入............信道串行数据输出并/串转换信号逆映射FFT移去循环前缀串/并转换下变频A/D转换............图1.2IFFT/FFT实现的OFDM系统框图2. PAPR的介绍峰值平均功率比（Peak-to-average power ratio, PAPR）定义为：在通信过程中的某一段时间T内，信号的峰值功率和平均功率的比值，通常把一个表示数值的比值转换成dB形式。

OFDM系统中PAPR可以表示为：式（2-1）在OFDM系统中，高的PAPR会使通过功率放大器的信号产生非线性失真，导致OFDM系统出现频谱干扰的现象，OFDM系统性能下降。

高的PAPR会对A/D，D/A转换器有更加严苛的要求，因此在实际应用中要采用昂贵的A/D，D/A转换器才能实现理想的通信效果。

OFDM系统中降低PAPR技术的研究

ＰＡＰＲｎＯＦＤＭｙｔｍｉＳｓｅ
ＣＨＥｉＮＬｎ，ＨＵＸｕ — ｎｅｌｇｏ
（．ｃｏｌｆＣｍｕｅａｄＩｏｍｔｎＥｇｎｅｎ，ｈｎｈｉｎｖｒｔ１ＳｈｏｏｏｐｔｎｎｒａｉｎｉｒｇＳａｇａｉｓｙｏｒｆｏｅｉＵｅｉｆ
在第４代移动通信系统中，ＦＭ也被选作核心ＯＤ传输技术．
但ＯＤ技术的一个最大的缺点就是高峰ＦＭ均功率比．ＦＭ信号在时域上表现为 Ⅳ 个相互ＯＤ正交的子载波信号的叠加，当这 Ⅳ个子载波信号
于具有抗多径衰落能力强、谱利用率高等优点，频
ＥｅｔｃＰｏｅ，Ｓｎｈｉ２０９ｌｃｒｗｒｈｇａ０００，Ｃｉａ；ｉａｈｎ
２ＣｌｇｎｏｍｔｎＥｇｎｅｎ，Ｙｎｚｏｎｅｉ，ａｇｈｕ２５０Ｃｉ）．ｏｌｅｏｆｒａｉｎｅｒｇａｇｈｕＵｉｒｔＹｎｚｏ２０９，ｎｅｆＩｏｉｉｖｓｙｈａ
ＭＡＴＬＡＢ．
ｔｈ
ＫｅｒｓＯＦｙｗｏｄ：ＤＭ；ＰＲ；ＳＭ；ｔＳ；ＲｅｄＭｕｌｒＣｄｓＡＰＬＴｅ — ｌｏｅｅ
正交频分复用（ｒｏｏａＦｅｕｎｙＤｖｉＯｈｇｎｌｒｑｅｃｉｓｎｔｉｏ
ＭｕｔｌｘｇＯＤ是一种多载波调制技术，ｌｐｅｉ，ＦＭ）ｉｎ由
ｔｎｒｓａｃ．ＴｅｄｓｄａｔｅｏｉｈＰａ — — ｖｒｇｏｅａｉＰＰｉｅｅｒｈｈｉｖｎａｆｇｅｋｔＡｅａｅＰｗｒＲｔｏａｇＨｏｏ（ＡＲ）ｉＯＤｙｔｉｎＦＭｓｓｍｅｓ

光OFDM系统PAPR抑制方法研究的开题报告

光OFDM系统PAPR抑制方法研究的开题报告一、选题背景正交频分复用（OFDM）技术目前已被广泛应用于无线通信系统中，因为它具有高效的频谱利用率和强大的抗干扰能力。

OFDM的基础是将整个信道宽度分成许多子载波下的小信道，这样就可以传输更多的数据，同时还能降低码间干扰和频率选择性衰落带来的影响。

然而，OFDM还存在一个问题，即有时会出现高峰均值功率比（PAPR）的情况，这会降低系统的性能，并加大功率放大器的非线性失真。

因此，减小PAPR是OFDM系统中重要的技术问题之一。

二、研究目的本研究旨在研究光OFDM系统PAPR的抑制方法，以进一步提高系统的性能和稳定性。

三、研究内容1. 对OFDM系统的PAPR特性进行分析和研究，了解常见的PAPR抑制方法。

2. 分析光OFDM系统中的PAPR问题，提出有效的抑制方法。

3. 设计实验平台，测试验证PAPR的抑制效果，并对实验结果进行分析和总结。

四、研究意义通过研究光OFDM系统PAPR的抑制方法，可以为光通信系统在高速和长距离传输方面提供更高的性能和可靠性，将具有重大的现实意义。

此外，本研究还可以为未来光通信技术的发展提供有价值的参考。

五、研究方法本研究将采用文献综述、数学分析和实验验证相结合的方法进行。

首先，通过阅读有关文献，深入了解OFDM系统的PAPR特性及常见的抑制方法。

其次，对光OFDM系统中的PAPR问题进行分析，并提出有效的抑制方法。

最后，设计实验平台进行验证，分析实验结果，总结结论。

六、研究预期结果通过本研究，预计可以提出有效的光OFDM系统PAPR抑制方法，实验结果能够验证该方法的有效性，并为后续的研究和应用提供参考。

降低OFDM系统中PAPR的技术分析

若采用过采样，可假定Ｎ个子载波过抽样信号的ＰＲＡＰ
分布与ａ个子载波的未抽样信号的ＰＰＮＡＲ分布大致相同，其中ａ取值大于ｌ。这样采用过采样时ＰＰＡＲ的互补累积分布函数为：
子载波之间存在相互正交性，允许子信道上频谱相互重叠，可
２１０２年第１期
（第１７期）总１
信息通信
ＩＯＲＭＡＴＯＮ＆ＣＯＭＭＵＮＩＡＴＯＮＳＮＦＩＣＩ
２０１２
（ｕ．Ｎ１７Ｓｍｏ１）
降低ＯＦＭ系统中ＰＰＤＡＲ的技术分析
胡滢，杨桂芹
（兰州交通大学电子与信息工程学院，肃兰州７０７甘３００）
ｎｘｒｌｓｃｍｍｕｉａｉｓｍｓＨｗｅｅ，ｅｉｈＰａ－－ｖｒｇｏｒａｉＰＲｉａｙｅｆｈｉｒｂｅｔｅｅｓｏｗｉｎｃｔｎｓｔ．ｏｖｒｔｇｅｋｔＡｅａｅｗｅｔＡＰ）ｓｌｓｎｔｅｎｏ — ｏｙｅｈｈｏＰＲｏ（ｗａｏｏｍａｐ
数为：
Ｆ（）一－ｚ＝１ｅ（）２
假设信号各个样点之间互不相关，在未进行过采样的情
况下，ＤＭ信号ＰＰ的互补累积分布函数ＣＤＯＦＡＲＣＦ为
Ｐｌ冠＞＝一（ＡＲｚ＝１１ｅ（Ｐ１ＰＰＰ）一（一－）（）３
ｌｍｓｏＤＭｅｅｏｍｅｔＴｅｅｏｅｈｗｅｕｅｔｅＰＲｆｅｆＯＦｄｖｌｐｎ．ｈｒｆｒ，ｏｔｒｄｃｈＡＰｏＤＭｉｎｌｎｅｅｒｈｆＣＳｏｍｍｕｉａｉｎｏＯＦｓｇａｓｉｏｅｒｓａｃｏＵｆｏＳｃｎｃｔ．ｏＴｉｐｐｒａｏｒｈｎｉｅａａｙｉａｄｃｍｐｒｆｈｏｔｎｔｏｓｏｒｄｃＡＲ．ｄｄｓｕｓｓｈｉｄａｔｇｓｈｓａｅｓａｃｍｐｅｅｓｖｎｌｓｓｎｏａｅｏｔｅｉｈｍｐｒａｔｍｅｈｄｅｕｅＰＰａｉｃｓｅｅｒｖｎａｅｔｎｔａａｄｓｏｇｓ．ｎｈ￣ａｅ．