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1、存档编号 赣南师范学院学士学位论文降低降低 OFDM 峰值平均功率比的研究峰值平均功率比的研究教学学院 物理与电子信息学院物理与电子信息学院届 别 2011 届 专 业 电子信息工程电子信息工程 学 号 姓 名 卢陶卢陶 指导教师 管立新管立新 完成日期 2011.4 2目目 录录内容摘要 .3 关键词 .3 Abstract .3 Key words .3 1.绪论 .4 1.1 OFDM 技术的提出 .4 1.2 OFDM 技术发展现状 .5 1.3 OFDM 技术的优缺点 .6 1.4 论文的安排 .8 2.OFDM 基本原理与峰均比问题 .9 2.1OFDM 系统基本原理与数学模型 .
2、9 2.2 OFDM 系统结构 .11 2.3 OFDM 信号峰均比定义及分析 .12 2.4 峰均比过高对系统影响 .15 2.5 本章小结 .18 3.各种降低峰均算法的研究与比较 .18 3.1 信号畸变技术 .18 3.2 信号加扰技术 .22 3.3 信号编码技术 .22 3.4 本章小结 .22 4.SLM、PTS 降低峰均功率比的研究 .23 4.1 选择映射（SLM） .23 4.2 部分传输序列(PTS) .27 4.3 本章小结 .29 5结束语 .29 参考文献 .31 致谢 .323内容摘要内容摘要：正交频分复用技术(OFDM)是一种子载波相互重 叠并保持正交的多载波传
3、输技术，它可以有效的对抗多径衰落及 符号间干扰(ISO)，频谱利用率高，被认为是下一代宽带无线通信 的关键技术之一。然而，OFDM 技术存在着峰值平均功率比 (PAPR)较高的缺点，高 PAPR 会导致信号失真和频谱扩展，从而 降低系统性能。 论文即围绕 OFDM 系统的降峰均功率比算法与实现展开研究， 论文详细分析了 OFDM 系统原理、关键技术及其优缺点，给出了 峰均功率比的定义和分布，并结合功放模型分析了峰均比过高对 系统的影响，并对目前国内外降低 PAPR 的各种方法进行了分析 和总结。 关键词关键词：正交频分复用 峰值平均功率比 互补累积函数 选择映射 部分传输序列AbstractA
4、bstract: Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM) is an effective transmission scheme to realizing highrate data transmission thanks to its intrinsic robustness to multi-path fading,high spectral efficiency，and its characteristic of combating inter symbol interference(ISI)Recently OFDM is be
5、ing considered as one of the key technologies in the next generation broadband wireless communication systemsHowever,the OFDM system has the drawback of high peak-to-average power ratio (PAPR)High PAPR may cause signal distortion，spectrum spread and system performance degradation This dissertation e
6、xplores the question of Peak-to-Average Power Ratio in OFDM systems primarily the principle of OFDM systems，its key techniques，advantages and disadvantages of OFDM technology are analyzed in this thesisThe definition and distribution of PAPR are introduced and the influences on the system performanc
7、es by High PAPR were analyzed based on the model of high power amplifierVarious techniques on reducing the PAPR are researchedAnd the advantages and disadvantages of these techniques are analyzed and summarized KeyKey wordswords：OFDM CCDF PAPR SLM PTS41.1.绪论绪论随着人类社会的发展和进步，信息的获取、传输和消费已经 成为人类生活中举足轻重的角
8、色。移动通信作为一种快速、便捷、 可靠的通信方式，能解决人们在活动中与固定终端或其他移动终 端进行通信的要求，提高了工作效率，节约了人力、物力和时间。 带来了很大的社会效益和经济效益，已经成为众多通信领域中得 以快速发展的分支之一。人类“任何时间(whenever)，任何地点 (wherever)，都能与任何人(whoever)交流信息”的个人通信愿望促 使着通信技术得以不断向前发展。随着无线通信技术的飞速发展， 人们对无线网络性能和数据速率的要求也越来越高。下一代移动 无线通信系统的主要目标是提高链路吞吐量和网络容量，建立一 个无处不在的无线通信系统以及提供一个无缝链接的高质量无线 服务。1
9、.11.1 OFDMOFDM 技术的提出技术的提出通信技术的发展给当今时代的人类生活带来革命性的变化， 50 多年前香农信息理论的提出，指明了信息传输的理论上限。随 着移动通信的出现和发展，高速可靠的数据、视频点播等新兴业 务推动了传输技术的进步，使得如何有效利用频谱资源，逼近香 农极限成为研究的热点和产业发展的动力。无线通信信道的条件 是极其复杂的，稠密的城市建筑和相关设施引起了严重的多径效 应，高速便利的交通工具引起了多普勒频移，各种无线业务的应 用造成频谱上的干扰。传统的单载波传输，在这种信道环境下会 产生严重的畸变，接收机需要复杂的均衡算法和信道估计算法。 考虑到频谱效率，使用单载波来
10、实现高速数据传输也是不适合的。 正交频分复用技术(Orthogonal FrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)的出现可以很好解决上面 的问题。1966 年 Chang 首次提出了 OFDM 的思想，即使用子信 道频谱相互叠加的并行数据传输，其中每个子信道内承载的信号 传输速率与各个子信道在频域距离是相同的，从而可以避免使用 高速均衡，并且可以对抗窄带脉冲噪声和多径衰落，而且还可以 充分地利用可用的频谱资源。为了实现这种相互重叠的多载波技 术，必须要考虑如何减小各个子信道之间的干扰，也就是要求各 个调制子载波之间保持正交性。51.21.2 OFDMOFDM 技术发
11、展现状技术发展现状OFDM 的概念已经存在了很长时间。早在 20 世纪 60 年代， OFDM 技术就已经被应用到多种高频军事系统中，其中包括 KINEPLEX、ANDEFR 以及 KNTHRYN 等。但是由于硬件实现 上的复杂，OFDM 技术一直未得到广泛的应用。 随着现代数字信号处理技术(DigitM Signal Processing,DSP)和 超大规模集成电路(Very Large Scale Integration，VESI)的发展， 最初实现 OFDM 技术的障碍(如庞大的复数运算和高速存储器)已 不复存在。同时，FFT 算法在 OFDM 系统中的应用避免了并行数 据传输所需的正
12、弦波发生器组和相关解调器组，使得该技术的实 现更趋实际。直到 20 世纪 80 年代中期，随着欧洲在数字音频广 播(DAB)方案中采用 OFDM 技术，该方法开始受到关注并且得到 了广泛的应用。目前，OFDM 技术已被许多无线通信标准所采纳， 除数字音频广播(Distal Audio Broadcast，DAB)外，还有数字视频 广播(Digital Video Broadcast，DVB)和无线局域网 IEEE80211、 IEEE8021 6、Wimax 等。此外，OFDM 技术在有线环境的高速 数据传输如 xSDL) 中也得到广泛的应用。在有线应用中，一般将 其称为离散多音频(Discrete MultiTone，DMT)；OFDM 在蜂窝 移动通信系统中的应用于 20 世纪 80 年代中期提出，OFDM 的引 入可以增加系统的灵活性，降低均衡器的复杂度。另外， OFDM 与各种多址技术的结合，尤其是与码分多址接入(Code Division Multiple Access， CDMA)技术的结合(多载波 CDMA)，也受到广 泛的关注。3GPP 最近提出的 3G 长期演进计划-3G LTE(Long Term Evolution)也将采用 OFDM 技术作为新的
