3 国内外对OFDM系统峰均比抑制的研究现状
    峰均比已成为OFDM技术研究的热点之一，纵观国内外，人们已提出了大量的解决方案，主要分为这两条途径：一是提高功率放大器的性能，二是降低信号的峰均比。为了使高峰均比信号无失真地发射出去，功率放大器需要具有高度的线性和很大的回退(Back-off)，但是这样的放大器功率效率很低。直流偏转(Do Bias)方案可以提高放大器的功率效率，而线性化和预失真技术能通过改进放大器的线性而减小放大器造成的非线性失真，以及改进接收端的解码性能，但是，这些技术并不能从根本上解决多载波信号的高PAPR给放大器带来的难题。而降低信号的PAPR可以说是从本质上来解决多载波系统的高PAPR问题，目前，研究者已经提出了许多方案，可以大致归为信号预畸变、编码技术和扰码三类。
    预畸变技术是最早采用的方法，由于较大峰值出现的概率非常小，因此，预畸变技术是一种非常直接和有效的降低PAPR的方法，但是它将导致严重的带内干扰和带外噪声，从而降低整个系统的误码性能和频谱效率。编码类技术降PAPR为线性过程，它不会使信号产生畸变，因此没有限幅类技术的缺点，但编码类技术的计算复杂度非常高，编解码都比较麻烦，而且这类技术的信息速率降低很快，因此，只适用于子载波数比较少的情况；扰码技术能有效降低信号的PAPR，其缺点也是计算复杂度太大，但到目前为止，已有很多有效的方法来减少计算的复杂度。因此，在这三类技术中，扰码技术最有希望解决OFDM中的PAPR问题。下面将对这三类技术进行详细的介绍。
3．1 信号预畸变技术
    信号预畸变技术是最简单也是最直接的降低OFDM系统中PAPR的方法。在信号被送到放大器之前，首先经过非线性处理，对有较大峰值功率的信号进行预畸变，使其不会超出放大器的动态变化范围，从而避免较大PAPR的出现。最常用的信号预畸变技术包括限幅加窗技术和压缩扩展技术。
3．1．1 限幅技术
    限幅技术就是信号在经过非线性部件之前进行限幅，使得峰值信号低于所期望的最大电平值。尽管限幅方法十分简单，但也会给OFDM系统带来相应的一些问题：首先，对OFDM符号的幅度进行畸变，会对系统造成自身的于扰，从而导致系统的误码率性能降低。其次，OFDM信号的非线性畸变会导致带外辐射功率的增加，因为限幅的过程是将OFDM符号乘以一个矩形滤波器，将高于某个幅度的波形削平，因此限幅后的带宽是由两者的带宽共同决定的。为了克服矩形窗函数所造成的带外辐射过大的问题，可以利用其它的非矩形窗函数，例如Gaussian窗、Co-sine窗、Kaiser窗以及Hamming窗等。总的来说，选择窗函数的原则为：频谱特性要好，不能在时域内过长以避免对更多的时域采样信号造成影响。
3．1．2 压扩变换技术
    预畸变减小PAPR的压扩变换(C变换)技术的主要思想是：把大功率发射信号进行压缩，而把小功率信号进行放大，从而使发射信号的平均功率相对保持不变，这样不但可以减小系统的PAPR，而且还可以提高系统的抗干扰能力。在发射端对信号进行压扩，而在接收端要实施逆操作，其优点是减小PAPR，增强小功率信号抗干扰的能力。C变换的基本过程如图3所示。

    OFDM系统输出符号的复基带信号可以表示为：
   
    其中T表示OFDM信号周期长度，k表示一个符号周期内第k个采样值，n表示时域内的第n个OFDM符号。g(t)表示满足Nyquist脉冲滤波器的冲击响应，Sn，k表示经过变换的第n个OFDM符号中的第k个采样值，即Sn,k=C{xn,k}，其中xn,k表示经过IFFT变换后的OFDM信号，C{．}表示压缩变换，并且这种变换满足以下两个条件：
    (1)当|x|≤，|C{X}|≥|x|；否则，|C{X}|≤|x|，其中m表示C变化的转折点；
    (2)满足E{|X|2}≈E{|C{x}|2}，即保持变换前后的平均功率大致相等。
由此可以看到，若能适当地选择C变换的形式以及转折点m，就可以显著地改善PAPR性能，并且没有太多增加系统的复杂度。需要注意的是，如果平均幅值等于C变换的转折点，并且C变换能够满足关于转折点呈现奇对称，就可以保证发送信号的平均功率经过C变换后基本保持不变。为满足上面的要求，C变换可以用下面的公式表示：
   
    其中，xn,k表示OFDM信号xn,k的平均幅值，也就是C变换的转折点ν一般取小于5，在接收端可以对信号rn，k实施C逆变换，即
   

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