OFDM系统中降低峰均比的研究

峰均⽐降低技术（削峰）

参考⽂献

赵景梅_⽆线通信中功率放⼤器的预失真技术研究

⽬前OFDM调制采⽤OFDM多载波技术（推理过程省略）的峰均⽐较⾼。应⽤此类信号会导致前端系统功放效率降低，也会对功放线性化效

果有明显影响。为改善这⼀缺点，⾸先要解决OFDM调制信号应⽤于线性化系统的⾼峰均⽐的问题。对信号进⾏峰均⽐降低称作削峰处理。

峰均⽐信息可以⽤波峰因⼦(Crest factor)表⽰

CF=√PAPR=max(|x|)

√E[P(x)]

⽬前常见的多载波技术都存在着⾼峰均⽐和⾮恒包络的特点。这些信号对⾮线性失真特性敏感。CFR技术的原理在于：通过减⼩信号峰值降

低信号峰均⽐。这样信号峰均⽐降低后功放在平均功率⼯作点对输出功率进⾏回退值就可降低。从⽽有效提⾼功放效率。

由于CFR使得更多频域分量的信号分量接近功放饱和区，功放整体的⾮线性将会有所下降（赵景梅的⽂章有影响）。

OFDM当中的PAPR问题

不少⽂档当中都提到了OFDM信号峰均⽐较⾼的问题。（借⽤徐杨（XDU 2018）的毕业论⽂的分析，在⼀个符号周期内OFDM信号的峰均

⽐分析。）

⾸先，在⼀个符号周期内，OFDM信号最⼤峰值功率可以表⽰为（其中m表⽰符号中的⽐特构成，k表⽰符号序号）：

P=max

k{|sk,m|2}=maxk{|Nc

∑

n=1I

n,mexp(j2

πf

nkT

c

N

c)|2}=N2

cmax

k{|Ik,m|2}

功率均值应该为（在取最⼤的情况下，sk,m符号同向，k=0）

¯

P=E{|sk,m|2}=E{|Nc

∑

n=1I

n,mexp(j2

πf

nkT

c

N

c)|2}=NcE{|I

k,m|2}

因⽽，PAPR的表达式可以写成

PAPR=N

cmax

k{|Ik,m|2}

E{|I

k,m|2}

Processing math: 100%

ＤｉＦｊｔａｌ　ＴＶ　Ｉ　

数字电顽Ｉ　

文章编号：１００２—８６９２（２０１　１）０２—００１７—０３　

ＯＦＤＭ系统中峰均比抑制与预失真联合技术研究　

林倩，郭里婷　

（福州大学物理与信息工程学院，福建福州３５０００２）　

【摘　要】为了减少高功率放大器的非线性对ＯＦＤＭ系统传输信号的影响，首先通过改进的限幅法降低ＯＦＤＭ信号的峰均比，使　其不会超出功放的动态变化范围。然后通过预失真技术扩大功放的线性范围，补偿功放的非线性。最后通过仿真验证了改进限幅　法和预失真技术的联合可以在系统误比特率提高不大的情况下，明显降低信号功率谱的带外扩展，从而降低对邻道信号的干扰，　减小带内损耗，提高功放的效率。　【关键词】限幅；预失真；高功率放大器；峰均比；正交频分复用　【中图分类号】ＴＮ９１９．３　【文献标识码】Ａ　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ＰＡＰＲ　Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｐｒｅ—ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ　ｉｎ　ｏＦＤＭ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　

Ｌ１Ｎ　Ｑｉａｎ，ＧＵＯ　Ｌｉｔｉｎｇ　（Ｐｈｙ￣ｉｃｓ　ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｆｕｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，￣ｈｚｈｏｕ　３５０００２，Ｃｈｉｎａ）　【Ａｂｓｔｒａｃｔ】　Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｏｎ—ｌｉｎｅａｒｉｔｙ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｐｏｗｅｒ　ａｍｐｌｉｆｉｅｒ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｓｉｇｎａｌｓ　ｉｎ　ＯＦＤＭ　ｓｙｓｔｅｍｓ，ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｃｌｉｐｐｉｎｇ　ｉｓ　ｆｉｒｓｔｌｙ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ＰＡＰＲ　ｏｆ　ＯＦＤＭ　ｓｉｇｎａｌｓ，ｍａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｉｇｎａｌｓ　ｎｏｔ　ｅｘｃｅｅｄ　ｔｈｅ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｒａｎｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ａｍｐｌｉｆｉｅｒ．Ｔｈｅｎ　ｐｒｅ—ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｅｘｐａｎｄ　ｔｈｅ　ｌｉｎｅａｒｉｔｙ　ｒａｎｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ａｍｐｌｉｆｉｅｒ，ａｎｄ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅ　ｎｏｎ－ｌｉｎｅａｒｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ａｍｐｌｉｆｉｅｒ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｐｒｏｖｅ　ｔｈａｔ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｂｉｔ　ｅｒｒｏｒ　ｒａｔｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ，　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｃｌｉｐｐｉｎｇ　ａｎｄ　ｐｒｅ－ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｃａｎ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｒｅｄｕｃｅ　ｏｕｔ—ｏｆ－ｂａｎｄ　ｓｐｒｅａｄｉｎｇ　ｏｆ　ｓｉｇｎａｌ　ｐｏｗｅｒ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ　ｒｅｄｕｃｅ　ａｄｊａｃｅｎｔ—ｃｈａｎｎｅｌ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ａｎｄ　ｉｎ—ｂａｎｄ　ｌｏｓｓ，ａｎｄ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｅｔｔ］ｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ａｍｐｌｉｆｉｅｒ．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ】ｃｌｉｐｐｉｎｇ；ｐｒｅ—ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ；ｈｉｇｈ　ｐｏｗｅｒ　ａｍｐｌｉｆｉｅｒ；ＰＡＰＲ；ＯＦＤＭ　

Ｖｏ１．３６，ＮＯ．６　Ｊｕｎ，２０１１　火力与指挥控制　Ｆｉｒｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ＆Ｃｏｍｍａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　第３６卷第６期　２０１１年６月　

文章编号；１００２—０６４０（２０１１）０６－０１４８－０３　

ＯＦＤＭ系统峰均功率　匕抑制技术研究　

王珏，李辉，贾　蒙　

（西北工业大学电子信息学院，西安　７１０１２９）　

摘要；正交频分复用（ＯＦＤＭ）以其无法比拟的优越性受到广泛的关注，是未来４Ｇ的核心技术之～，但是ＯＦＤＭ系统　的高峰均功率比ＰＡＰＲ问题已成为影响该技术实际应用的重大障碍。针对目前国内外几种主要的降低峰均功率比的技术所　存在的问题进行了研究，重点对部分传输序列（ＰＴＳ）法进行了分析，并针对ＰＴＳ算法在计算复杂度上的不足，提出改进的分　块迭代ＰＴＳ算法，并对算法进行了仿真分析，仿真结果表明提出了的分块迭代ＰＴＳ算法与传统ＰＴＳ算法相比计算复杂度大　

大降低，且在适当选取参数的情况下能够得到较好的峰均比抑制性能。　关键词：正交频分复用，峰均功率比，部分传输序列，分块迭代　中图分类号：ＴＮ９１４．５１　文献标识码：Ａ　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｐｅａｋ－・ｔｏ－・ａｖｅｒａｇｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒａｔｉｏ　Ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ　ｉｎ　ＯＦＤＭ　Ｓｙｓｔｅｍ　

ＷＡＮＧ　Ｊｕｅ，ＬＩ　Ｈｕｉ，ＪＩＡ　Ｍｅｎｇ　

（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｘｉ’ａｎ　７１０１２９，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｒｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｏｆ　４Ｇ　

ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ，ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　Ｐｅａｋ～ｔｏ—Ａｖｅｒａｇｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒａｔｉｏ（ＰＡＰＲ）ｏｆ　ＯＦＤＭ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｒｅｍａｉｎｓ　

第３２卷第８期　２０１０年８月　系统工程与电子技术　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｖｏ１．３２　Ｎｏ．８　Ａｕｇｕｓｔ　２０１０　

文章编号：１００１—５ｏ６Ｘ（２ＯｌＯ）Ｏ８　１５７８　０４　

降低ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ系统峰均比的分解　

并行选择映射算法　

高　静，汪晋宽，解志斌　

（东北大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳１１０００４）　

摘　要：高峰均功率比（ｐｅａｋ－ｔｏ—ａｖｅｒａｇｅ　ｐｏｗｅｒ　ｒａｔｉｏ，ＰＡＰＲ）问题是多输入多输出正交频分复用（ｍｕｌｔｉｐｌｅ－　ｉｎｐｕｔ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ＿ｏｕｔｐｕｔ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ）系统实用化的主要障碍之一，针　

对这一问题提出了一种分解并行选择映射（ｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｍａｐｐｉｎｇ，Ｄ－ＣＳＬＭ）算法，进一步提高　了算法的峰均比性能。所提算法将每根天线上ＯＦＤＭ符号分解为实部和虚部，分别采用相同的相位因子，在进　

行逆离散傅里叶变换（ｉｎｖｅｒｓｅ　ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ，ＩＤＦＴ）之后进行组合，选择使所有天线具有最小平均峰　均比的信号进行传输。与原有的并行选择映射算法相比，所提算法具有更大的待选信号范围，峰均比降低性能更　

好。同时，利用实序列固有的共轭对称特性，使算法的计算复杂度保持不变。仿真结果证明，该算法在保持计算　

复杂度不变的前提下，显著改善了系统的峰均比性能。　关键词：多输入多输出；正交频分复用；峰均比；并行选择映射　中图分类号：ＴＮ　９ｌ１．７　文献标志码：Ａ　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—５０６Ｘ．２０１０．０８．０５　

Ｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｍａｐｐｉｎｇ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ＰＡＰＲ　ｉｎ