对峰均比的一些理解

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。

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：

1、在射频中用来评价器件非理想线性带来的影响。

2、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。这个比值是峰值功率跟均值功率的一个比，是时间域测量结果。既然是时域的结果，就一定要附上采样时间。比如正弦波，你关心它的一个周期内的特性，在一个周期采很多点，那得到数据就会有峰均比。如果关心几个周期，每个周期只有一个点，那么结果就是没有峰均比。平时在通信里面的峰均比都是取宽带信号，也就是关心多个周期的数据。那么在多个正弦波（多载波）时候，由于相位影响，周期与周期间功率是不一样的，也就会出现峰均比。一般不太关心一个周期内的信号功率变化。

对于IQ调制信号，我们通常测一个或几个slot的能量，多个chip的数据，也是时域测量。这是在一定采样时间上面得到的，不太关心，某个chip的电压变化。

这是一些其他的理解：

信号峰均比是时域测量的结果,在一个宽带信号里存在多个周期的时域信号,那么不论是恒包络信号还是非恒包络信号,在一个甚至多少周期之内由于相位变化而引起功率输出变化.根据各种调制信号的特征其输出峰值功率跟均值功率的比值也不一样.

但是对于一个宽带信号而言,其某一时域内的整个频带的输出功率还是存在差异的,而一般需要统计PAR指标的系统均为多载波信号:

例如OFDM信号,在子载波数目很多的情况下,PAR能高达十几个DB；对多载波的WCDMA系统，在其高线性要求时也会有高PAR指标。其特性主要是对整个系统线性度的考量。如恒包络调制，峰均比为0dB.

单载与多载的峰均比。前者是与调制方式有关，也与数据源有关，强调的是调制方式本身。面后者主要是载波数量有关，强调的是多载之间的相位关系。还有，不能混淆多载与宽带之间的关系。

宽带不一定多载，如WCDMA，单载就3.84MHz，而OFDM中单载15KHz, 因此WCDMA单载

带宽相当于OFDM多载的带宽。

外加书上的理解：

小结：由于OFDM发射端功率放大器的非线性,高的峰均功率比会导致信号的频谱扩展,同时降低了放大器的工作效率。