[发明专利]一种峰值平均功率比抑制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种峰值平均功率比抑制方法。

背景技术

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)是一种特殊的多载波传输方案。OFDM可以被看作是一种调制技术，也可以被当作一种复用技术。OFDM具有许多其它无线通信技术所无法比拟的优越性。其中一个主要原因就是在于OFDM能够很好地对抗频率选择性衰落或窄带干扰。同时，OFDM也是一种并行技术，可以将一个高速的数据流分割成许多低速数据流的子载波来实现一个数据速率的高速传输。

OFDM相对于一般的多载波传输的不同之处是允许子载波频谱部分重叠，只要满足子载波间互相正交就可以从混迭的子载波上分离出数据信息，因而频谱效率大大提高，因而对本来无线资源就十分匮乏的无线通信来说是一种高效的传输技术。

基于OFDM技术的无线通信系统具有许多其它技术所无法超越的优越性，主要体现在以下几点：

(1)抗衰落能力强：可以有效地对抗信号波形间的干扰，适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输，因为当信道中因多径传输而出现频率选择性衰落时只有落在频带凹陷处的子载波及其携带的信息受到影响，而其它子载波不会受到干扰，因此系统总的误码率性能要好得多；另外，还可以通过各子载波的信源信道联合编码使得系统性能能得到进一步提高；

(2)频谱利用率高：OFDM技术基本思路就是利用多个子载波的频谱相互重叠的频分复用子信道并行地传输数据，因而与DMT技术相比具有很高的频谱利用效率，这对频谱资源非常稀缺的蜂窝无线通信系统而言，是非常宝贵的；

(3)由于可以用傅立叶变换对来完成系统基带的调制与解调，因而不仅简化了均衡器的设计或根本就不需要均衡，这样使系统的复杂度和设计更为简单、灵活和方便；

(4)可调的数据传输速率和能提供内部频率分集，这就是COFDM(CodeOFDM)主要研究的内容。

OFDM技术也存在着许多不足之处，主要有下列两点：

(1)高的峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio，PAPR)问题一直是OFDM技术的难点和关键问题所在，也是OFDM技术走向实用化的主要障碍。因为OFDM信号是非恒定的包络，任何非线性的RF放大都会导致产生互调成分，从而影响邻近带宽的信号和系统的性能。

为了提高传输效率和系统性能，在发送端必须考虑到信号的峰值和均值因子。若将功放输入信号的最大幅度控制在功放的线性范围内，则对于输入信号的平均幅度，功放级就不能输出较高功率，这对传输是非常不利的；

(2)对相位噪声、定时和频率漂移特别敏感。精确定时，除去噪声和减少频偏对0FDM尤为重要，因为OFDM做不到这点，就无法正确保证OFDM各子载波之间的正交性，从而就会不可避免的引起各子载波之间的ICI和ISI。

与单载波系统相比，由于OFDM符号是由多个独立的经过调制的子载波信号相加而成的，这样的合成信号就有可能产生比较大的峰值功率，由此会带来较大的峰值平均功率比(也称峰均比)。

PAPR(Peak Power，峰值功率)与平均功率值(Average Power)之比。较高的PAPR使得OFDM发射机输出信号的瞬时幅值有较大变化(波动)，这样对系统的一些部件，如HPA(High Power Amplifier，功率放大器)、数模转换器等要具有较大的线形动态范围。同时，这些硬件的非线性特性反过来又降低OFDM系统的性能。可以说，峰值平均功率比问题一直以来是困扰OFDM技术走向实用化的一道屏障。

峰值平均功率比可以定义为：