【正文】 0? (22) 其中，實部和虛部分別對應于 OFDM 符號的同相和正交分量，在實際系統(tǒng)中可以分別對應與子載波的 cos 和 sin 分量相乘，構成最終的子信道信號和合成 的 OFDM 符號。 OFDM 系統(tǒng)的原理 OFDM 的基本思想就是把高速的數(shù)據(jù)流通過串并變換，分配到傳輸速率相對較低的若干個子信道中進行傳輸。第 2 章 OFDM 系統(tǒng)基本原理及 PAPR 問題 9 第 2 章 OFDM 系統(tǒng)基本原理及 PAPR 問題 峰均比 (PAPR)問題是 OFDM 系統(tǒng)的關鍵技術之一。利用 MATLAB 程序語言進行系統(tǒng)仿真證明了提出的算法的有效性與可行性。 2021 年， Carole 等人提出了基于子載波保留的高斯脈沖法降低峰均比。 1997 年 Muller 等人提出部分傳輸序列 (PTS， Partial Transmit Sequence)技術，其方法是將輸入的數(shù)據(jù)符號分為若干分組，在對這些分組進行加權后再合并它們以減小 PAPR。 M 值越大，性能的改善越明顯，但隨著 M 的增大，改善程度的增加量減小。 概率類技術的出發(fā)點不在于如何降低信號幅度的最大值，而在于降低峰值出現(xiàn)的概率。它是一種通過非均勻量化來抑制 PAPR 的方法，即，在發(fā)射端對 小幅值信號的功率進行放大，而保持大幅值信號的功率不變，以增大整個系統(tǒng)的平均功率為代價達到抑制 PAPR 的目的。其次，由于信號的非線性畸變性，導致頻譜泄露 (帶外輻射功率的增大 )。 限幅法是 1997 年 Cimini 等人提出的 [9]，它是最簡單直接的信號預畸變技術。若將功放輸入信號的最大幅度控制在功放的線性范圍內(nèi)，則對輸入信號的平均幅度，功放級就不能輸出較高功率，這對傳輸是非常不利的。若將功放輸入信號的最大幅度控制在功放的線性范圍內(nèi)，則對于輸入信號的平均幅度，功放級就不能輸出較高功率，這對傳輸是非常不利的。精確定時，除去噪聲和減少頻偏對 OFDM 尤為重要，如果做不到這點，就無法保證 OFDM 各子載波之間的正交性，就會不可避免的引起各子載波之間的 ICI 和 ISI；針對這些不足之處，衍生了許多關鍵性的技術研究，主要包括 OFDM 系統(tǒng)的同步研究 (包括時間同步、頻域同步和載波同步 )，信道估計 (包括信道檢測技術 )。 OFDM 系統(tǒng)可以很容易與其他多種接入方法相結合使用，構成 OFDMA系統(tǒng)，其中包括多載波碼分多址 MCCDMA、跳頻 OFDM以及 OFDMTDMA等等，使得多個用戶可以同時利用 OFDM 技術進行通信的傳輸。 OFDM 優(yōu)缺點 在現(xiàn)有的正在商用化的通信系統(tǒng)中， OFDM 技術扮演了重要的角色，也已經(jīng)越來越得到人們的關注。我燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 4 國擁有自主知識產(chǎn)權的 3G 標準 TDSCDMA 在 LTE 演進計劃中也提出了TDCDMOFDM 的方案。 3GPP 經(jīng)過激烈的討論和艱苦的融合，在 2021 年 12 月選定了 LTE 的基本傳輸技術，即下行 OFDM，上行 SCFDMA。 在無線局域網(wǎng)領域 于 1999 年通過了一個 5GHz 的無線局域網(wǎng)標準，選擇 OFDM 技術作為其物理層的接入方案，這是 OFDM 第一次被用于分組業(yè)務通信當中。 1998 年， ATamp。 1966 年， 博士首次闡明了 OFDM 的概念和技術 [10]，提出把高速串行數(shù)據(jù)分割成多路并行低速數(shù)據(jù)，并分別調(diào)制到正交的子載波上，通過延長并行數(shù)據(jù)的傳輸周期，達到消除碼間干擾的目的。受當時硬件技術的限制，各子載波都需要有自己的模擬前端，再加上OFDM 系統(tǒng)的傳輸方式是非常復雜的，從而限制了其進一步推廣。 OFDM 技術不同于一般的多載波傳輸技術，它利用信號的頻譜正交性，容許子信道頻譜互相重疊，因此與常規(guī)頻分復用系統(tǒng)相比， OFDM 系統(tǒng)可以最大限度地利用頻譜資源 OFDM 的研究現(xiàn)狀 OFDM 技術最早起源于 20 世紀 50 年代中期，當時主要是美國國防部用于軍事上的無線通信系統(tǒng)。無線信道是一個全開放的環(huán)境，由于不同的通信系統(tǒng)之間存在干擾，因此頻譜成為一種 不可再生的資源。基于 Inter 語音、視頻及數(shù)據(jù)通信業(yè)務的蓬勃發(fā)展使得人們對無線通信提出了更高的要求。 隨著通信技術的發(fā)展，對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笈c日俱增，同時，隨著無線通信業(yè)務的增長，可利用 的頻帶資源日益緊張，無線頻譜資源匱乏和移動環(huán)境的多徑效應成為寬帶無線高速通信系統(tǒng)發(fā)展的主要障礙。 第一章 緒論 1 第 1 章 緒論 移動通信是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中不可缺少的組成部分，它是指通信雙方至少有一方處在運動狀態(tài)中進行信息傳輸。 介紹了 OFDM 高 PAPR 問題產(chǎn)生的原因和 PAPR 的分布，在此基礎上了 介紹了 常用的幾種限制 OFDM 系統(tǒng)高 PAPR 的算法如限幅法、編碼法、概率類方法等，特別重點介紹 了選擇性映射 (SLM， Selected mapping)算法，在傳統(tǒng)的 SLM 方法基礎上給出了改進型的 SLM 方法，并通過改進的 SLM方法與限幅法有效結合來降低 OFDM 系統(tǒng)的均峰值，并做了降低 OFDM 系統(tǒng) PAPR 的技術仿真， 關鍵詞 正交頻分復用； 均峰比； 選擇性映射 ； 燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） II Abstract Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM)techniques have received a great deal of attention due to its data rate transmission capability with high bandwidth efficiency in coping with multipath fading and has been widely used in digital audio(DAB),Digital Video Broadcasting(DVB),wireless local area work(WLAN)and other technical fields. As a result, OFDM is considered as the key technologies of the 4G mobile munication. However, one major drawback of OFDM is the high peaktoaverage power ratio (PAPR) of the output signal. High PAPR at the transmitter can cause the high power amplifier (HPA) to go into nonlinear regions and cause nonlinear output, and degrade the performance of OFDM system seriously. The main work of this paper is as follows, through the search data, understand the OFDM principles and the paper introduced why the high PAPR happened and How the PAPR distribute. Then, paper introduced some kinds of algorithms to deal with the problem such as clipping algorithm, coding algorithm and probability algorithm, especially the clipping algorithm and SLM algorithm among and do the simulation of reducing the PAPR of OFDM system. Keywords OFDM； PAPR； SLM III 目 錄 摘要 ....................................................................................................................... I Abstract .................................................................................................................II 第 1 章 緒論 ........................................................................................................ 1 課題研究的背景與意義 ..................................................................... 1 OFDM 的研究現(xiàn)狀 ............................................................................ 2 OFDM 優(yōu)缺點 .................................................................................... 4 PAPR 抑制技術的國內(nèi)外現(xiàn)狀 .......................................................... 5 本論文的主要工作 ............................................................................. 8 第 2 章 OFDM 系統(tǒng)基本原理及 PAPR 問題 .................................................... 9 OFDM 系統(tǒng)的原理 ............................................................................ 9 OFDM 的系統(tǒng)模型 ...................................................................... 9 離散傅立葉變換在 OFDM 系統(tǒng)中的應用 ............................... 12 傅里葉變換的過采樣 ................................................................ 12 保護間隔和循環(huán)前綴 ................................................................ 13 OFDM 的峰均功率比及其分布 ...................................................... 15 峰值平均功率比的定義 ............................................................ 15 OFDM 系統(tǒng)內(nèi) PAPR 的分布 .................................................... 16 高 PAPR 帶來的問題 ....................................................................... 17 降低峰均比常用方法 ....................................................................... 17 信號預畸變類算法 .................................................................... 18 概率類算法 ................................................................................ 19 編碼類算法 ................................................................................ 19 本章小結 ........................................................................................... 20 第 3 章 基于 SLM 降低 OFDM 系統(tǒng) PAPR 仿真 ........................................... 21 傳統(tǒng)的 SLM 算法 .....................................................