多载波通信中的峰均比问题
对峰均比的一些理解
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载对峰均比的一些理解地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容对峰均比的一些理解峰均比，或称峰值因数(crest factor)，简称PAR（peak-to-average ratio），或叫峰均功率比(简称PARR,peak-to-average power ratio)。
先说定义：峰均比是一种对波形的测量参数,等于波形的振幅除以有效值(RMS)所得到的一个比值。
C=对这个定义还有一种理解：峰值的功率和平均功率之比。
这里先了解峰值功率：很多信号从时域观测并不是恒定的包络，而是如下面图所示：峰值功率既是只以某种概率出现的肩峰的瞬时功率。
通常概率取为0.01%。
平均功率是系统输出的实际功率。
在某个概率下峰值功率跟平均功率的比就称为某个概率下的峰均比，比如PAR=9.1@0.1%,各种概率的峰均比就形成了CCDF曲线（互补累积分布函数）。
在概率为0.01%处的PAR,一般称为CREST因子。
我的认识，峰均比的应用有两种：在射频中用来评价器件非理想线性带来的影响。
在调整方式上的不同，这里基本的先了解单载波和多载波。
（1）峰均比可以用来评价器件(基带DAC和RF的HPA)非理想线性带来的影响，所以在实际中峰均比越大的信号，在应用相同非线性器件时需要引入越大的功率回退。
但在实际中信号中可能有很多小于峰值的次峰，峰均比不能表示出来，但是略小于峰值的次峰，那么非线性对信号的畸变影响并不大。
当然，PAPR 只是一个简单的指标，并不能完全确定信号受非线性的影响。
逻辑上用幅度的概率分布应该会更精确一些，但是实际应用会很麻烦。
（2）对于单载波和多载波的峰均比是有些不同的：正弦波（单载波）有峰均比一说。
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。
OFDM系统降低峰均比技术的研究的开题报告
OFDM系统降低峰均比技术的研究的开题报告一、选题背景现代通信技术中，OFDM（正交频分复用）系统被广泛应用于高速数据传输、无线电视广播等领域。
OFDM系统利用多载波技术，将数据分成几个窄带子载波发送，并且具有抵抗多径衰落和对抗频域衰落的能力。
但是，OFDM系统在传输中存在着峰均比过大的问题，即高峰信号幅度与平均信号幅度之比过大，造成了严重的非线性失真和降低了系统的性能。
为此，需要对OFDM系统降低峰均比技术进行研究来解决这一问题。
二、研究目的本文旨在通过分析OFDM系统中峰均比过大的原因，研究OFDM系统降低峰均比技术，提高系统的性能和稳定性。
三、研究内容1. OFDM系统的基础原理和工作原理分析；2. OFDM系统中峰均比过大的原因；3. OFDM系统峰均比过大的影响和存在问题；4. OFDM系统降低峰均比技术的研究，包括均衡、削峰填谷等方法；5. 仿真验证和实验验证。
四、研究方法本文主要采用文献研究、仿真分析和实验验证相结合的方法，通过分析OFDM系统中峰均比过大的原因和存在问题，系统地研究了OFDM系统降低峰均比技术的实现方法，并通过仿真验证和实验验证来评估方法的可行性和有效性。
五、预期结果预计本文可以对OFDM系统降低峰均比技术进行深入的研究和探索，提高OFDM系统的性能和稳定性，为通信系统的发展提供一定的参考和借鉴。
六、研究意义OFDM系统是现代通信系统中重要的技术，但是在传输中存在着峰均比过大的问题，影响了系统的性能和稳定性。
通过本文的研究，可以有效地解决这一问题，提高OFDM系统的传输速率和可靠性，对于通信系统的发展具有一定的意义和价值。
无线通信新技术：ch7 OFDM系统中的峰均比问题-6
• 限幅处理的位置可以在插值前、也可在插值后（可以避免 D/A变换前插值导致的峰值再生）
• 用更大长度的IFFT把输入数据从频域过抽样转换到时域 • 对给定过抽样因子J，在数据向量的中间添加N(J-1)个“0”， 这在时域内导致三角内插 • 对信号限幅、滤波（频域将带外信号置0），带内噪声无 法通过滤波操作消除，因此会降低系统误码率性能 • 滤波导致的峰值再生比限幅前信号峰值小得多，可通过多 次滤波过程进一步降低信号的峰值
Байду номын сангаас 限幅过程的数学分析如下
A A0 , A1 ,... AN 1 为OFDM 原始信号序列，Ak 表示子载波k 上的复数据, 1 N 1 基带复数符号为：s (t ) Ak e j 2 [ k ( N 1) 2]t Ts , 0 t Ts , N k 0 以间隔t Ts JN 进行抽样，抽样后的离散时间信号为： 1 N 1 sn s nt Ak e j 2 k ( n JN ) N k 0 n(1 N ) J ,N 为相位偏移，其引入是保证输入基带信号的功率谱共轭对称 JN j J , N J JN 1 ' j 2 k ( n JN ) ' Ak , k N sn e , Ak Ak e JN k 0 0, k N 连续的OFDM 符号可用JN点IDFT 来近似，该JN点数据由原始的N点数据后面 填充( J -1) N 个0扩展来的 sn e
OFDM时域信号加窗示意图
32子载波OFDM信号峰值加窗后的功率谱比较 限幅门限为信号幅度均方根（rms）值上3dB 增加窗宽可以减小频谱失真
32子载波OFDM信号通过不同宽度加窗后功率谱比较 限幅门限为信号幅度均方根（rms）值上3dB 窗宽 (a)3,(b)5,©7,(d)9,(e)11,(f)13,(g)15个样点宽 增加窗宽可以减小频谱失真
多载波水声通信峰均比抑制技术研究
多载波水声通信峰均比抑制技术研究水声通信受水声带宽资源限制,因此,针对具有高频谱利用率的通信方式进行深入研究尤为重要。
多载波调制技术具有与扩频或其他通信技术相比的较高的频谱利用率。
其中,正交频分复用技术是多载波调制技术中的一种,其子载波间具有正交性,使得其频谱利用率更高,并且还有调制和解调实现简单的优点,在高速水声通信中得到了广泛的应用。
但由于正交频分复用技术是由多个子载波叠加而成,随着子载波数目的增加会产生较高的峰值平均功率比,简称峰均比,这种高峰均比需要水声通信的功率放大器具有更大的工作范围,同时也导致系统能量利用率的降低。
尤其当信号的峰值功率超出功放的线性工作范围时,产生的削波会对系统的误码率性能造成影响。
因此,研究降低正交频分复用水声通信系统峰均比的算法和其他具有较低峰均比的多载波技术,具有提高多载波水声通信系统能量利用率、促进多载波水声通信技术发展的意义。
论文首先从多载波技术中的典型技术-正交频分复用技术入手,分别研究了几种峰均比抑制算法,之后针对无线电第五代通信技术中的一种新兴多载波技术展开研究,从其峰均比特性入手,并将其应用范畴扩展到水声领域中。
论文的主要工作有以下几方面:1.研究了信号预畸变类降低峰均比技术中的限幅技术。
研究了基于限幅技术的改进算法-压缩感知重构限幅噪声法在正交频分复用水声通信系统中的应用,并与传统限幅法及同属该类技术的另一种技术-压扩变换技术做比较分析。
之后,为进一步提高系统性能,将该算法与压缩感知信道估计算法相结合,提出重叠压缩感知法,并通过仿真和实验进行验证。
2.研究了信号预畸变类降低峰均比技术中的压扩变换技术。
通过研究无线电中常用的压扩变换技术及其在水声通信系统中的应用,将压扩变换参数改进,提出将压扩变换算法的参数进行改进并研究改进算法在正交频分复用水声通信中的应用效果,与无线电中的压扩变换法做比较。
之后,针对压扩变换过程产生的量化噪声导致系统误码率高的问题,研究了改进压扩变换法,通过改进接收端结构降低压扩变换法产生的量化噪声对系统的影响,提高压扩变换法的性能并通过仿真和实验进行了验证。
ofdm峰均比计算
ofdm峰均比计算
OFDM（正交频分复用）是一种多载波传输技术，它将要传输的数据分成多个较低速率的子载波，并通过正交变换将这些子载波变换到频域中。
OFDM系统中的峰均比（Peak-to-Average Power Ratio，简称PAPR）是指OFDM信号中峰值功率与平均功率之比。
峰均比计算是用来评估OFDM信号波形的峰值功率相对于平均功率的大小，以了解信号的动态范围和对系统性能的影响。
常见的OFDM峰均比计算方法包括：
1. 峰均比计算方法一：计算幅度平方的峰均比。
该方法首先对OFDM信号进行离散傅里叶变换（DFT）得到频域信号，然后计算频域信号幅度平方的峰值功率和平均功率之比。
2. 峰均比计算方法二：计算峰值功率的峰均比。
该方法直接计算OFDM信号的峰值功率和平均功率之比。
峰均比是评估OFDM系统性能的重要指标，它与系统的误码率、比特误码率等指标有关。
较高的峰均比可能会导致非线性失真、多径效应等问题，因此OFDM系统的设计和优化中，需要注意控制和降低峰均比的大小。
多载波通信系统峰值平均功率比抑制算法的研究
多载波通信系统峰值平均功率比抑制算法的研究多载波通信技术具有高效的频谱利用率和良好的抗多径衰落性能,是一种适用于无线环境下高速数据传输的技术。
目前,以正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)为代表的多载波技术已经成功应用于智能导航、卫星通信、数字视频广播、无线接入网和电力线通信等领域,是下一代移动通信系统颇具竞争力的关键技术：多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)技术在不增加带宽和发射功率的情况下能够成倍地提高通信系统的信道容量和频谱利用率；将OFDM技术和MIMO技术相结合的MIMO-OFDM系统具有更好的性能。
然而,多载波通信系统存在峰值平均功率比较高的缺点,容易导致信号失真、频谱扩展、系统性能下降,是其得到广泛应用的主要障碍,因此如何有效抑制峰值平均功率比已经成为多载波通信系统的研究热点。
本文深入研究了多载波通信系统的特点和高峰值平均功率比信号产生的原因,针对OFDM系统及MIMO-OFDM系统具有的不同特点,提出适用于不同多载波通信系统的峰值平均功率比抑制算法,有效地降低了信号的峰值平均功率比,并通过仿真实验验证了算法的有效性。
系统分析了多载波通信中峰值平均功率比的统计特性及其影响因素,研究了OFDM信号在离散时间域和连续时间域中峰值平均功率比性能的差异,并给出了离散时间域过采样率的选择准则。
同时,分析了OFDM信号自相关性与峰值平均功率比之间的对应关系,为设计有效的峰值平均功率比抑制算法提供了重要的理论依据。
部分传输序列法采用穷举搜索寻找最优相位因子,计算复杂度较高。
针对这一问题,提出了基于非线性优化的部分传输序列算法,将最优相位因子的求解过程转化为具有非线性约束条件的全局优化问题,应用模拟退火算法在全局范围内求解最优相位因子,有效地避免了对相位因子的穷举搜索,得到具有较低峰值平均功率比的信号,显著降低了系统的计算复杂度；应用粒子群优化求解最优相位因子,采用汉明距离重新定义粒子更新公式,使相位因子搜索能够快速跟踪最优相位因子的方向,从而得到具有较低峰值平均功率比的信号。
OFDM中的峰均比问题(1)
第3章 OFDM 中的峰均比问题一、OFDM 系统中的峰值平均功率比（一）峰均比的定义OFDM 信号复数基带信号为12(/)()01()()()s s N j n T t iT n s i n s t b i e p t iT N π∞--=-∞==-∑∑ （1.1）式中，s T 为OFDM 时域符号长度；()n b i 为第i 个OFDM 符号中的第n 个子载波的调制数据；()p t 为幅度为1、宽度为s T 的矩形函数；N 为子载波数，即子信道个数。
峰值平均功率比(Peak-to-Average Power Ratio)，简称峰均比。
由于OFDM 信号是由多个独立的经过调制的子载波信号相加而成的，这样的合成信号很可 能产生比较大的峰值功率，因此产生较大的峰均比PAR ，峰均比的定义为2102max PAR(dB)10log ()n n n x E x = （1.2）其中，n x 表示经过IFFT 运算后得到的输出信号，即101N nk n kN k x X W N -==∑ （1.3）除峰均比外，另外一种用于描述信号包络变化的参数是峰值系数CF （Crest Factor ），该参数被定义为最大信号值与均方根之比，即102max 10log ()n n n x CF E x = （1.4） 本章采用PAR 来衡量OFDM 系统的峰值参数。
（二）高峰均比对OFDM 系统的影响随着子信道数目N 的增加，PAR 的最大值也会增大，这就对发送端前端放大器的线性范围提出了很高的要求。
较高的峰值平均功率比是OFDM 系统的一个主要缺点，这个缺点对于系统性能存在很大的威胁性。
对于多载波系统而言，OFDM 发射机的输出信号的瞬时值会有较大的波动，这势必要求系统内的一些部件，如功率放大器、A/D 、D/A 转换器等具有很大的线性动态范围；另一方面，这些部件的非线性也会对动态范围较大的信号产生非线性失真，所产生的谐波会造成子信道间的相互干扰，从而影响OFDM 系统的性能。
多载波系统峰均比技术的研究的开题报告
多载波系统峰均比技术的研究的开题报告
一、研究背景与意义
多载波系统是一种常用的频分复用调制技术，应用非常广泛。
由于信道传输的限制，无论是数字通信系统还是模拟通信系统，都会出现信号失真和噪声干扰等问题。
峰均比是一种反映信号峰值和平均功率之间比较的参数，多载波系统中的峰均比问题尤为突出。
对于一些高性能、低误码率的通信系统，如无线电视广播系统、局域网等，在多载波系统中使用峰均比技术是必不可少的。
因此，本文旨在研究多载波系统中峰均比技术的应用问题，给出一些有益的启示和建议。
二、研究对象和方法
本文的研究对象是多载波系统中的峰均比技术。
首先，我们将了解多载波系统和峰均比的基本知识，分析多载波系统中的峰均比问题，探讨峰均比技术的应用原理和方法。
然后，我们将进行相关的实验和仿真分析，通过对仿真结果的分析和对比，评估多载波系统中峰均比技术的性能。
最后，我们将基于研究的结果，提出一些对多载波系统的峰均比技术应用较有价值的建议。
三、预期研究成果
本文的预期研究成果包括以下几个方面：
(1) 深入了解多载波系统和峰均比的基本知识。
(2) 分析多载波系统中的峰均比问题，探讨峰均比技术的应用原理和方法。
(3) 经过实验和仿真分析，评估多载波系统中峰均比技术的性能。
(4) 提出一些对多载波系统的峰均比技术应用较有价值的建议。
多载波通信中的峰均比问题分析
2. R. Van Nee 近似方法
3. H. Ochiai 近似方法
2021/8/11
28
内容提要
峰均比问题的背景。 关于峰均比的理论分析。 降低峰均比的方法。
2021/8/11
29
降低峰均比的方法
选择映射（SLM） 部分传输序列（PTS） 裁剪和滤波（Clip） 编码 频谱保留
2021/8/11
13
2021/8/11
14
非线性造成的性能损失
•带内干扰
•带外辐射
SL和TWT放大器总体损耗
2021/8/11
TWT放大器后功率谱密度
15
峰均比问题是多载波通信的 固有缺陷
来源：发射信号是多个载波随机信号的 加权累加。
危害：高峰均比造成系统性能下降。
2021/8/11
16
连续时间信号 的峰均比
2021/8/11
24
峰均比统计特性的理论分析
多载波信号高斯分布假设 信号抽样独立性假设 R. van Nee 经验近似 H. Ochiai近似
2021/8/11
25
多载波信号实部概率密度函数
2021/8/11
26
高斯分布的近似表示
2021/8/11
27
PAPR CCDF 的近似方法
近似地可以认为
2021/8/11
20
低通信号峰均比的上界
低通信号峰均比的上界： •PSK调制时为N，QAM调制时更高
2021/8/11
21
峰均比的统计特性
峰均比的上界没有实际价值。 峰均比的统计特性更有意义。 峰均比的统计特性可由峰均比的概
率分布函数（CDF）表示 更常用的表示为补概率分布函数
0416RD多载波通信中峰均比问题研究-精品文档53页
低通信号峰均比的上界： •PSK调制时为N，QAM调制时更高
14.11.2019
21
峰均比的统计特性
峰均比的上界没有实际价值。 峰均比的统计特性更有意义。 峰均比的统计特性可由峰均比的概
率分布函数（CDF）表示 更常用的表示为补概率分布函数
（CCDF 1 - CDF ）
14.11.2019
9
多载波信号特性
多载波信号的包络呈现较大幅度的动态变化
14.11.2019
10
峰均比
目的：描述信号波动的幅度。 定义：一定时间间隔内信号峰值功率与平均功率之比。 性质：
峰均比随载波数增加而提高。 带通信号的峰均比可以用等效低通信号的峰均比加3dB近似。 连续信号的峰均比可以用采样的峰均比近似。
22
低通多载波信号峰均比的CCDF
0
10
10-1
CCDF
-2
10
-3
10 10-4
4
N=64 N=256 N=1024
5
6
7
8
9
10
11
12
13
PAPR dB
14.11.2019
23
连续和抽样信号峰均比的CCDF
奈奎斯特抽样 信号的峰均比
过采样信号的 峰均比
连续时间信号 的峰均比
14.11.2019
14.11.2019
17
几个相关的概念
峰均比（PAPR / PAR / PAP）
包络峰均比（PMEPR）
峰值系数（CF）
14.11.2019
18
带通信号与等效低通信号的峰均比
带通信号 等效低通信号
14.11.2019
多载波系统峰均比技术的研究
第四章非线性压缩扩张技术抑制峰均比图４．４ＯＦＤＭ信号处理前后的波形对ＯＦＤＭ时域信号进行非线性变换，必然会造成对小信号进行了增强，对大信号进行了压缩。
系统的传输后误码率性能会发生变化。
本文方法与不加任何变换的原信号间存在着一定差距，但本方法却获得了相对较低的峰均比以及较小的动态范围，有着它独有的优势。
第五章多载波干扰中降低峰均比的研究图５．１两种组合相位的合成信号对比５．２．２时间掩模法令式（５．５）右边的第二项和Ｅ（ｆ）为０，就可以得到：皖：一１—ｋ（ｋ—－２）兀，（１≤ｔ≤Ⅳ）２Ｎ一２进一步研究发现其余的部分和项为零时，其相位解有ｑ疵传一移必Ⅳ一力的形式（ｑ为参数，ｑ＜１）。
式（５．４）右边的各个和项包含的余弦项的数目越来越少。
Ｘ（ｆ）对ＰＡＰＲ的影响大于艺（ｆ），依次类推，巧一１（ｆ）对ＰＡＰＲ的影响最小；同时考虑到子载波数Ⅳ较大，可以推测到，使Ｐｏ（ｔ）进一步减小的相位解应该有：岛：口坐』冗川一ｌ其中，口为待定优化参数。
不同的口有不同的ＰＡＰＲ值。
如图５．２所示，当口卸．９时ＰＡＰＲ最小，可以收敛到接近２．２ｄＢ，比Ｎａｒａｈａｓｈｉ方案减小０．４ｄＢ，将见姐９等霄看作是Ｎａｒａｈａｓｈｉ㈣￥Ｔ，称之为Ｉ－Ｎ（ＩｍｐｒｏｖｅｄＮａｒａｈａｓｈｉ）方案【删。
３７第五章多载波干扰中降低峰均比的研究的频谱的能量相对与载波的频谱能量显得非常的低。
正是由于补偿后信号的特殊频谱结构，可以使得合成信号通过放大器后将该补偿信号通过滤波装置滤除即可，这样既提高了放大器的效率，又没有改变原始信号的本质特征。
图５．７原始信号与补偿优化后信号比较图５．８原始信号与补偿优化后信号的幅度频谱比较４５。
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P/S
- CP FFT
S/P
A/D
2011-5-22
7
多载波传输信号
2011-5-22
8
基于DFT的多载波(OFDM) 传输信号
带通
低通
矩形窗
2011-5-22
9
多载波信号特性
多载波信号的包络呈现较大幅度的动态变化
2011-5-22 10
峰均比
目的：描述信号波动的幅度。 定义：一定时间间隔内信号峰值功率与平均功率之比。 性质：
内容提要
峰均比问题的背景。 关于峰均比的理论分析。 降低峰均比的方法。
2011-5-22
17
几个相关的概念
峰均比（PAPR / PAR / PAP）
包络峰均比（PMEPR）
峰值系数（CF）
2011-5-22
18
带通信号与等效低通信号的峰均比
带通信号
等效低通信号
2011-5-22
19
连续时间信号与抽样信号峰均比
随机过程的非线性变换 sd(t)=g[s(t)] 两个基本定理
Price 定理 Bussgang定理
一个重要结论：高斯输入的非线性系统的输出 可以表示成两个可分离部分之和，一部分是与 输入信号成正比的有用信号，另一部分是与有 用信号不相关的非线性干扰。
2011-5-22
48
4. 编码方法
互补序列 格雷序列 Reed-Muller 码 优点：确保较低的峰均比 缺点：效率较低
2011-5-22
13
2011-5-22
14
非线性造成的性能损失
•带内干扰 •带外辐射
SL和TWT放大器总体损耗
2011-5-22
TWT放大器后功率谱密度
15
峰均比问题是多载波通信的 固有缺陷
来源：发射信号是多个载波随机信号的 加权累加。 危害：高峰均比造成系统性能下降。
2011-5-22
16
2011-5-22
49
5. 频谱保留方法
引入一些保留频谱的信号，使发射信号 具有较低的峰均比。 优点：效率较高 缺点：计算复杂度较高
2011-5-22
50
总结
峰均比是多载波通信的固有问题。 高的峰均比造成系统非线性，降低系统 性能。 利用多载波信号近似高斯的特性分析峰 均比的统计特性。 通过一些方法，峰均比能够得到有效抑 制。
42
奈奎斯特裁剪和过采样裁剪
2011-5-22
43
裁剪方法降低峰均比性能
2011-5-22
44
裁剪造成的星座图信号扭曲
2011-5-22
45
裁剪对误比特率性能的影能的影响
有用信号功率衰减 频带内失真噪声 频带外功率辐射
2011-5-22
47
多载波信号裁剪的理论分析
30
1. 选择性映射
2011-5-22
31
实现方法
相位旋转 扰码 交织 矩阵变换 连续变换 自适应方法
2011-5-22
32
SLM性能
选择性映射多载 波信号峰均比的 CCDF (N=256)
2011-5-22
33
2. 部分传输序列方法
PTS方法原理 PTS实现方案 PTS性能 PTS 因子搜索方法
峰均比随载波数增加而提高。 带通信号的峰均比可以用等效低通信号的峰均比加3dB近似。 连续信号的峰均比可以用采样的峰均比近似。
2011-5-22
11
较大的峰均比导致系统非线性
输入： 输出：
AM/AM 和 AM/PM变换
2011-5-22 12
几种非线性模型
1. 软限幅(SL) 2. 固态功率放大器(SSPA) (SSPA) 3. 行波管(TWT)
2011-5-22
24
峰均比统计特性的理论分析
多载波信号高斯分布假设 信号抽样独立性假设 R. van Nee 经验近似 H. Ochiai近似
2011-5-22
25
多载波信号实部概率密度函数
2011-5-22
26
高斯分布的近似表示
2011-5-22
27
PAPR CCDF 的近似方法
1. 根据信号抽样独立性假设
2011-5-22
4
多载波通信的优缺点
多载波通信的优点：
实现接近信道容量的传输能力； 有效克服符号间干扰(ISI)。
多载波通信的缺点：
载波间干扰(ICI)； 峰均比(PAPR / PAR / PAP / PMEPR)问题。
2011-5-22
5
多载波调制解调
2011-5-22
6
基于DFT 的多载波(OFDM)系统 的发射接收机
近似地可以认为
2011-5-22
20
低通信号峰均比的上界
低通信号峰均比的上界： •PSK调制时为N，QAM调制时更高
2011-5-22
21
峰均比的统计特性
峰均比的上界没有实际价值。 峰均比的统计特性更有意义。 峰均比的统计特性可由峰均比的概 率分布函数（CDF）表示 更常用的表示为补概率分布函数 （CCDF 1 - CDF ）
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谢谢！ 谢谢！
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多载波通信中的峰均比问题
吴炳洋
东南大学移动通信实验室 wubingyang@
内容提要
峰均比问题的背景。 关于峰均比的理论分析。 降低峰均比的方法。
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内容提要
峰均比问题的背景。 关于峰均比的理论分析。 降低峰均比的方法。
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峰均比问题的背景
多载波调制是高速数据通信的理想接入技术。 峰均比问题是多载波通信的固有缺陷。
2. R. Van Nee 近似方法
3. H. Ochiai 近似方法
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内容提要
峰均比问题的背景。 关于峰均比的理论分析。 降低峰均比的方法。
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降低峰均比的方法
选择映射（SLM） 部分传输序列（PTS） 裁剪和滤波（Clip） 编码 频谱保留
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PTS方法原理
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影响PTS性能的因素
子块划分方法
相邻划分法 伪随机划分法 交织划分法
子块数目 V 因子集合 W 因子优化方法
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因子优化的方法
最优方法：全局搜索 次最优方法：
迭代方法（单起点、多起点） 随机序列尝试（编码序列尝试） 排序幅值消减 正交投影 双层优化（树的方法） 自适应方法
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低通多载波信号峰均比的CCDF
10
0
10
-1
CCDF
10
-2
10
-3
10
-4
N=6 4 N=2 5 6 N=1 0 2 4
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
PAPR dB
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连续和抽样信号峰均比的CCDF
奈奎斯特抽样 信号的峰均比 过采样信号的 峰均比 连续时间信号 的峰均比
格形搜索
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格形搜索
W=2
W=4
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对应约束长度 LC的性能
N = 64 QPSK V=8 W=2
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复杂度
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各 PTS方法示意
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3. 用信号裁剪的方法降低峰均比
裁剪函数：
定义裁剪率：
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