降低OFDM系统峰平功率比的研究
摘要
随着 ３Ｇ 相关标准的制定，对下一代移动通信系统关键技术的研究已经提到
了议事日程上。由于 ３Ｇ 不能完全满足人们对未来通信的要求，没有实现全球统
一的标准，因此人们将精力放在了 ４Ｇ 的研究上，更加关注如何降低移动通信系
统的成本、提高系统的资源利用率、实现全球统一标准的目标。
本文针对在下一代无线通信系统中具有广泛应用前景的正交频分多路复用
（ＯＦＤＭ）技术开展了研究，重点要解决 ＯＦＤＭ 系统峰平功率比（ＰＡＰＲ）较高的问
题。本课题的研究内容得到了国家自然科学基金的资助，项目号：６０１７２０６８。
本文首先对 ＯＦＤＭ 的基本原理做了简要介绍，分析了 ＯＦＤＭ 系统峰平功率比的
概率特性，并从概率角度简要介绍了两种降低 ＯＦＤＭ 峰平功率比的传统方法。然
后，提出两种不同的降低 ＯＦＤＭ 峰平功率比的创新算法：分组检测算法和相位检
测算法。为了证明算法的可行性和有效性，采用 Ｍａｔｌａｂ６．５ 仿真平台，搭建了一
个较完整的 ＯＦＤＭ 系统，对所提出的两种算法进行了分析验证，证明了这两种算
法优于传统的算法并且可以应用于实际。最后，利用仿真数据对这两种算法的优
缺点进行了分析，论证了算法对系统性能的改善程度，进而证明了这两种算法的
正确性，同时也得出了相对于传统算法的优点。
With the formation of 3G standards, the next mobile communications technology
has been paid more and more attention. Since 3G can not meet the increasing needs of
future customers and more important, there is no unique standard, people are now
focusing on how to use the resource more efficiently and how to improve the system
performance, as well as to reach a unique standard.
In this paper, we study the OFDM technology that has a promising future in the
next mobile communications technology. This project is supported by the Nature
Science Foundation of China under contact No. 60172068. The focus of this
research is to resolve one of the main problems of OFDM system, higher Peak to
Average Power Ratio (PAPR). First of all, this paper introduces the basic theory of
OFDM briefly and analyzes the probability characteristic of PAPR of OFDM system.
After this, this paper introduces two methods which reduce the PAPR by utilizing the
probability characteristic of PAPR. Then two new creative algorithms are put forward.
In order to testify the feasibility and validity of these two algorithms, I set up an
OFDM system using simulation tools, Matlab 6.5, and apply these two algorithms in
the OFDM system. Finally, this paper analyze data gained from the simulation to get
the advantages, shortcomings and the degree of the improvement of these two
algorithms to testify the correctness of these two algorithms and the advantages over
the traditionalalgorithms.
了议事日程上。由于 ３Ｇ 不能完全满足人们对未来通信的要求，没有实现全球统
一的标准，因此人们将精力放在了 ４Ｇ 的研究上，更加关注如何降低移动通信系
统的成本、提高系统的资源利用率、实现全球统一标准的目标。
本文针对在下一代无线通信系统中具有广泛应用前景的正交频分多路复用
（ＯＦＤＭ）技术开展了研究，重点要解决 ＯＦＤＭ 系统峰平功率比（ＰＡＰＲ）较高的问
题。本课题的研究内容得到了国家自然科学基金的资助，项目号：６０１７２０６８。
本文首先对 ＯＦＤＭ 的基本原理做了简要介绍，分析了 ＯＦＤＭ 系统峰平功率比的
概率特性，并从概率角度简要介绍了两种降低 ＯＦＤＭ 峰平功率比的传统方法。然
后，提出两种不同的降低 ＯＦＤＭ 峰平功率比的创新算法：分组检测算法和相位检
测算法。为了证明算法的可行性和有效性，采用 Ｍａｔｌａｂ６．５ 仿真平台，搭建了一
个较完整的 ＯＦＤＭ 系统，对所提出的两种算法进行了分析验证，证明了这两种算
法优于传统的算法并且可以应用于实际。最后，利用仿真数据对这两种算法的优
缺点进行了分析，论证了算法对系统性能的改善程度，进而证明了这两种算法的
正确性，同时也得出了相对于传统算法的优点。
With the formation of 3G standards, the next mobile communications technology
has been paid more and more attention. Since 3G can not meet the increasing needs of
future customers and more important, there is no unique standard, people are now
focusing on how to use the resource more efficiently and how to improve the system
performance, as well as to reach a unique standard.
In this paper, we study the OFDM technology that has a promising future in the
next mobile communications technology. This project is supported by the Nature
Science Foundation of China under contact No. 60172068. The focus of this
research is to resolve one of the main problems of OFDM system, higher Peak to
Average Power Ratio (PAPR). First of all, this paper introduces the basic theory of
OFDM briefly and analyzes the probability characteristic of PAPR of OFDM system.
After this, this paper introduces two methods which reduce the PAPR by utilizing the
probability characteristic of PAPR. Then two new creative algorithms are put forward.
In order to testify the feasibility and validity of these two algorithms, I set up an
OFDM system using simulation tools, Matlab 6.5, and apply these two algorithms in
the OFDM system. Finally, this paper analyze data gained from the simulation to get
the advantages, shortcomings and the degree of the improvement of these two
algorithms to testify the correctness of these two algorithms and the advantages over
the traditionalalgorithms.
引文
参考文献
［１］． 王文博编著，宽带无线通信 ＯＦＤＭ 技术，人民邮电出版社，２００３ 年 １１ 月
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月
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月
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［６］． 丁玉美、高西全，数字信号处理，西安电子科技大学出版社，１９９５ 年 ２ 月
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０－７８０３－５７６８－Ｘ／９９ ？ １９９９ ＩＥＥＥ
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ＯＮ ＢＲＯＡＤＣＡＳＴＩＮＧ． Ｖｏｌ．４１， Ｎｏ．１， Ｍａｒｃｈ １９９５
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Ｃｏｎｔｒｏｌ （ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ （ＰＨＹ） Ｌａｙｅｒ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ，
Ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ ｉｎ ５ＧＨｚ Ｂａｎｄ， Ｊｕｌｙ ２００１
［１３］． Ｊｏｈｎ Ｇ．Ｐｒｏａｋｉｓ， Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ， Ｍａｙ １９９５
［１４］． Ｅ．Ｌａｗｒｅｙ， “Ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ ＯＦＤＭ”，Ｆｉｆｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ
Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ＩＳＳＰＡ’９９
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ｆｏｒ Ｆａｄｉｎｇ Ｃｈａｎｎｅｌｓ， ０－７８０３－２４８６－２／９５ ？ １９９５ ＩＥＥＥ
［１６］． Ｂｏ Ｅｎｇｓｔｒｏｍ ａｎｄ Ｃｈｒｉｓｔｅｒ Ｏｓｔｂｅｒｇ， “ Ａ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｔｅｓｔ ｏｆ Ｍｕｌｔｉａｃｃｅｓｓ
Ｍｅｔｈｏｄｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＯＦＤＭ”， ０－７８０３－１９２７－３／９４ ？ １９９４ ＩＥＥＥ
[17] Bauml, R. W., Fischer, R.F.H., Huber, J.B., Reducing the peak-to-average power
64
参考文献
ratio of schemes by selective scrambling, Electronic Letters, 1996(32)
1963-1964.
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ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ＯＦＤＭ ｍｕｌｔｉｃａｒｒｉｅｒ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｂｙ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｍａｐｐｉｎｇ，
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ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ｃｙｃｌｉｃ ｃｏｄｉｎｇ， Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒｓ， １９９６， Ｖｏｌ．３２，
ｐｐ，４３２－４３３． ｐｅａｋ－ｔｏ－ａｖｅｒａｇｅ ｐｏｗｅｒ ｒａｔｉｏ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ， Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ．
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ｐｅａｋ－ｔｏ－ａｖｅｒａｇｅ ｐｏｗｅｒ ｒａｔｉｏ ｉｎ ＯＦＤＭ， Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒｓ， １９９８，
（３４）：１６９－１７０ １６９－１７０．
［２１］ Ｒｉｃｈａｒｄ ｖａｎ Ｎｅｅ Ｒａｍｊｅｅ Ｐｒａｓａｄ ， ＯＦＤＭ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ
Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， Ａｒｔｅｃｈ Ｈｏｕｓｅ Ｂｏｓｔｏｎ Ａｐｒｉｌ ２００２
［１９］ Ｄａｖｉｓ， Ｊ．Ａ．， Ａｎ ｅｒｒｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ＯＦＤＭ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｕｓｉｎｇ Ｇｏｌａｙ
Ｊｅｄｗａｂ， Ｊ．， Ｐｅａｋ－ｔｏ－ｍｅａｎ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｅｄ－Ｍｕｌｌｅｒ
ｃｏｄｅｓ， ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒｓ， １９９７（３３）：２６７－２６８
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ｆｏｒ Ｆａｄｉｎｇ Ｃｈａｎｎｅｌｓ， ０－７８０３－２４８６－２／９５ ？ １９９５ ＩＥＥＥ
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