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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 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。
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（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。
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
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。
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。
