OFDM系統(tǒng)中高峰均比的抑制技術(shù)分析

3．2 擾碼技術(shù)
這類技術(shù)的基本思想并不是要降低信號幅度的最大值，而是降低峰值出現(xiàn)的概率。它是通過對原OFDM符號作線形分割和線形交換，以減少信號峰值出現(xiàn)的概率，優(yōu)化子信道的載波相位以尋找能得到最低PAPR的相位組合。一般的模式是在發(fā)送端對每一個(gè)OFDM符號，根據(jù)某些規(guī)則產(chǎn)生多個(gè)候選的時(shí)域波形，并計(jì)算每一波形的PAPR，最終傳輸PAPR最小的那一個(gè)。這種方法雖然并不能保證所有傳輸信號的幅度都小于門限值，但是卻大大降低了峰值出現(xiàn)的概率，也就降低了限幅噪聲對系統(tǒng)帶來的不利影響。它在結(jié)構(gòu)上容易實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用靈活，是目前最具應(yīng)用潛力也是最為熱門的方案。這里主要介紹選擇性映射(SLM)和部分傳輸序列方法(PTS)兩種方法。
3．2．1 選擇性映射
OFDM系統(tǒng)發(fā)射機(jī)內(nèi)的信號可以表示為：xk=IFFT[Xn]，(n,k=0，…，N-1)。假設(shè)存在M個(gè)不同的、長度為N的隨機(jī)相位序列矢量(Pμ=p0(μ)，…，pN-1μ)，其中(μ=0，…，M-1)，pi(μ)=exp(jφi(μ))，φi(μ)在[0，2π]之內(nèi)均勻分布。可以利用這朋個(gè)相位矢量分別與IFFT的輸入序列x進(jìn)行點(diǎn)乘，則可以得到M個(gè)不同的輸出序列X(μ)間，即：

其中(·)表示向量之間的點(diǎn)乘。然后對所得到的M個(gè)序列X(μ)分別實(shí)施IFFT計(jì)算，相應(yīng)得到M個(gè)不同的輸出序列X(μ)=(X0(μ)，…，XN-1(μ))。最后在給定PAPR門限值的條件下，從這個(gè)M個(gè)時(shí)域信號序列內(nèi)選擇PAPR性能最好的用于傳輸。
SLM方法的原理框圖如圖5所示。

設(shè)峰均比的門限值為PAPR0，則原始OFDM序列的PAPR超過門限值的概率定義為Pr{PAPR>PAPR0}；而這M個(gè)序列x(μ)，(μ=0，…，M-1)的PAPR都超過門限值的概率就會變?yōu)閇PT{PAPR>PAPR0}]M，根據(jù)式(5)可以計(jì)算出SLM-OFDM系統(tǒng)內(nèi)PAPR的CCDF為：

其中M=1時(shí)，就是原始OFDM系統(tǒng)PAPR分布的CCDF。圖6表示了子載波數(shù)為128時(shí)，不同肘取值下，OFDM系統(tǒng)采用SLM算法PAPR的CCDF曲線。
這種算法的缺點(diǎn)是需要額外計(jì)算M-1組的IFFT運(yùn)算，且接收機(jī)必須知道選擇的相位。