【正文】 不同支路數(shù)的變化曲線。D=1為常規(guī)OFDM情況，由圖可以看出相比于采用QPSK調(diào)制，采用BPSK調(diào)制能夠更好地改善OFDM信號的PAPR特性，且同QPSK調(diào)制相似，隨支路數(shù)D的增加，性能越來越好。然而,隨著支路數(shù)再進一步增加，性能的改善程度會變差。圖43 SLM性能隨支路數(shù)的變化（N=128，BPSK調(diào)制）圖44給出了對于支路數(shù)D=8，采用QPSK調(diào)制的OFDM系統(tǒng)，SLM性能隨不同子載波數(shù)的變化曲線。由圖分析可見，隨子載波數(shù)增加，OFDM信號的PAPR性能變差，因此，在OFDM技術(shù)應(yīng)用中應(yīng)考慮子載波數(shù)不宜過大。圖44 SLM性能隨子載波數(shù)的變化（D=8，QPSK調(diào)制）圖45給出了對于支路數(shù)D=8，子載波數(shù)N=128的OFDM系統(tǒng)，SLM性能隨不同調(diào)制方式的變化曲線。由圖可以看出，BPSK調(diào)制性能最好，16PSK調(diào)制性能最差，隨調(diào)制方式的進制數(shù)增加，性能會變差，然而變差程度會漸漸減弱。圖45 SLM性能隨不同調(diào)制方式的變化（D=8，N=128）另外有一種變形方法，它在的構(gòu)造上不是采用隨機旋轉(zhuǎn)向量而是采用D個循環(huán)的各不相同的m序列。由于m序列具有相當(dāng)平坦的頻譜，用m序列乘以X后，也將產(chǎn)生比較平坦的頻譜，從而可以降低信號幅度的峰值。更重要的是，現(xiàn)在已經(jīng)有一種比較好的方法，它可以只根據(jù)就能從D個可能的m序列中選擇出最佳的m序列，避開了并行的IFFT運算，大大地降低了系統(tǒng)運行的復(fù)雜度。對SLM及其所有變形方法，在接收端必須進行與發(fā)送端相反的運算以恢復(fù)出傳送的原始信息。因此，接收端必須知道發(fā)送端選擇的是哪一路信號。最簡單的解決辦法是將選擇的支路序號d作為邊帶信息一起傳送給接收端。由于這種邊帶信息對恢復(fù)接收端正確傳送的原始信息至關(guān)重要，因此一般對其采用信道編碼以保證可靠的傳送。通常，對D路SLM發(fā)送機，需要傳送比特的邊帶信息。如果傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采用了信道編碼技術(shù)，則不需要再傳送額外的邊帶信息。在這種情況下，接收端對所有可能的支路都檢測一遍，可能性最大的支路將被認為是發(fā)送端傳送的支路。(PTS)部分傳輸序列法的基本思想是： 首先將信號在發(fā)送端分割成M個獨立的子塊，每個子塊單獨進行IFFT變換，然后各子塊分別乘上一個相位旋轉(zhuǎn)因子進行相位旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過優(yōu)化相位旋轉(zhuǎn)因子后，使發(fā)送子塊組合出PAPR最低的OFDM信號，并選擇這個相應(yīng)的最優(yōu)相位旋轉(zhuǎn)因子向量作為邊帶信息進行發(fā)送。其結(jié)構(gòu)圖如圖46所示。圖46用PTSOFDM方法降低PAPRPTS方法的優(yōu)點是屬于非畸變的降峰均比方法，對信號沒有損失，不會造成誤碼率的增加，相比SLM算法減少了IFFT的點數(shù)，運算量較低。但PTS方法也存在著以下缺點：一是增加了系統(tǒng)復(fù)雜度，二是需傳輸邊帶信息，帶來了冗余，造成傳輸效率的降低。與SLM類似，可以讓其中一個子塊不做任何改動且不會帶來任何性能損失，即可設(shè)。其他旋轉(zhuǎn)因子都是從一個含W個元素的旋轉(zhuǎn)因子集合中選取的。這樣，一共有種不同的可能性，并且只需要V個IFFT運算。PTSOFDM系統(tǒng)對符號數(shù)據(jù)可以有不同的分割，常有相鄰分割、隨機分割和交織分割等，不同的分割性能改善有所差別，其中隨機分割性能較好。在實際使用中，分割數(shù)據(jù)塊數(shù)V比較大時，需要進行pV次搜索比較，計算量大。一般設(shè)定一個合適的門限值PAPR0，當(dāng)某個加權(quán)系數(shù)輸出的PAPR小于PAPR0時，即被選中為輸出符號，而不必對所有的加權(quán)系數(shù)組合進行運算，減少運算量。圖47給出了PTSOFDM系統(tǒng)不同的分割數(shù)V對系統(tǒng)的PAPR性能影響比較仿真結(jié)果。其中V=1就是常規(guī)OFDM的情況，V=8時。仿真數(shù)據(jù)為：N=128，QPSK調(diào)制，為減少運算量，選取?？梢?，V越大，性能改善增加，但運算和硬件的復(fù)雜度增加。圖47 不同分割數(shù)V的PTSOFDM系統(tǒng)PAPR性能比較本章重點介紹了基于概率類方法降低OFDM系統(tǒng)峰值平均功率比方法的研究 。其中重點介紹了兩種改善OFDM信號PAPR性能的傳統(tǒng)方法——選擇映射法（SLM）和部分傳輸序列法（PTS），并對此兩種方法進行了較詳細的性能分析。5．結(jié)束語在移動通信復(fù)雜惡劣的信道特性、大容量、大覆蓋的要求及移動設(shè)備尺寸限制等要求下，對 OFDM 的實現(xiàn)提出了許多難題，其中 OFDM 的兩大缺點，即高的峰均功率比以及對定時和頻率偏移的敏感性。近年來，很多學(xué)者圍繞這兩個問題進行了大量研究工作，并且已經(jīng)取得了許多成績。 高的峰均功率比會對系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重的影響，對于數(shù)字部分，如 IFFT/FFT、DSP、A/D 及 D/A 轉(zhuǎn)換器，它要求大的字長以滿足量化噪聲及精度的要求。由于 OFDM信號的大部分幅度只是峰值幅度的一小部分，從而使得這些部件的使用效率很低。當(dāng)信號通過非線性設(shè)備如功率放大器時，會增加帶內(nèi)失真（inband distortion），從而增加誤碼率，同時產(chǎn)生的帶外噪聲（outband noise），也會引起相鄰信道干擾，降低頻譜效率。更為嚴重的是，為了減少失真，OFDM 系統(tǒng)所用的功率放大器需要高度線性和很大的回退（back off），這會大大降低放大器的功率效率，尤其是它限制了 OFDM 技術(shù)在便攜和移動設(shè)備上的應(yīng)用。 由此可見，尋找新的方法解決峰均比問題對 OFDM 技術(shù)在實際中的應(yīng)用，尤其是在移動與無線通信中的應(yīng)用具有重要意義。如果能有效降低 OFDM 信號的峰均比，OFDM 技術(shù)將擁有十分廣闊的應(yīng)用前景。本文研究的重點是在下一代移動通信系統(tǒng)中有廣泛應(yīng)用前景的OFDM技術(shù)。論文首先介紹了OFDM技術(shù)的提出和發(fā)展現(xiàn)狀，對OFDM系統(tǒng)的優(yōu)缺點進行了分析，其次對OFDM基本原理進行了介紹，建立OFDM通信系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，對OFDM信號的峰均比問題進行了分析，討論了峰均比過高對系統(tǒng)的影響，最后對當(dāng)前各種峰均比算法進行了分類和比較，引出了改善OFDM信號的PAPR性能的兩種傳統(tǒng)方法并對此兩種方法進行了較詳細的性能分析。由于時間和自身能力的有限，對OFDM系統(tǒng)的研究難免存在一些不足和缺陷，這些問題期待在后續(xù)研究中加以完善與解決。參考文獻[1] 樊昌信,張甫翊,徐炳祥,吳成柯．通信原理[M]． 北京：國防工業(yè)出版社,2007：122～128.[2] [M].2007[3] .期刊論文正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)中碼元同步方案的改進 無線通信技術(shù)[J]2003,12(1)[4] 馮玉民.《通信系統(tǒng)原理》（第二修訂版）[M].,2007[5] 王文博,鄭侃 .國防科技大學(xué)碩士學(xué)位論文《OFDM系統(tǒng)降峰均比技術(shù)的研究與實現(xiàn)》[D],2007[6] 佟學(xué)儉. 寬帶無線通信OFDM技術(shù)[M]．北京：人民郵電出版社,003:168～172.[7] [M]．北京：人民郵電出版社,2003:4～9.[8] [M]．北京：清華大學(xué)出版社,2005:214～220.[9] 越翰,G．普羅克斯，馬蘇德現(xiàn)．薩勒赫．現(xiàn)代通信系統(tǒng)——使用MATLAB[M]．西安：西安交通大學(xué)出版社，2001:88～90.[10] 楊茂磷. [D],2006:33～39.[11] [D].中國數(shù)據(jù)通信，2005,4:36～39.致謝隨著本文即將完成，我本科階段的學(xué)習(xí)生活也將落下帷幕，此刻，我無法忘記那些曾給予我支持和幫助的老師、同學(xué)和朋友。首先感謝我的班主任管立新老師，感謝您這四年年多來對我的關(guān)心、支持和幫助，更忘不了您對我的鞭策和激勵。您淵博的知識、嚴謹?shù)膶W(xué)風(fēng)和平易近人的品格，對學(xué)生負責(zé)的作風(fēng)對我產(chǎn)生了深遠的影響。這將成為我今后學(xué)習(xí)，生活和工作中一筆寶貴的財富。感謝物電學(xué)院其他老師，感謝你們對我學(xué)業(yè)上的教誨和各方面的幫助。是你們的敬業(yè)精神激勵了我腳踏實地，你們的專業(yè)知識和許多有意義的建議給本文完成的提供了很大的幫助。感謝與我朝夕相處的同學(xué)們，與你們的討論與合作使得許多研究難題迎刃而解，對我學(xué)業(yè)的完成給予了很大的幫助。與你們在知識上的交流和討論，使我受益非淺。最后感謝我的家人，二十多年來我的每一點進步都離不開你們的理解和支持，是你們在背后無私的奉獻，才助我完成了今天的學(xué)業(yè)