通信網(wǎng)banner.jpg)
相關(guān)專題：
除了對(duì)頻率偏差敏感之外，OFDM系統(tǒng)的另一個(gè)主要缺點(diǎn)就是峰值功率與平均功率比，簡(jiǎn)稱峰均比（PAPR）過高的問題。即與單載波系統(tǒng)相比，由于OFDM符號(hào)是由多個(gè)獨(dú)立的經(jīng)過調(diào)制的 信號(hào)相加而成的，這樣的合成信號(hào)就有可能產(chǎn)生比較大的峰值功率，由此會(huì)帶來較大的峰值平均功率比。
信號(hào)預(yù)畸變技術(shù)是最簡(jiǎn)單最直接的降低系統(tǒng)內(nèi)峰均比的方法。在信號(hào)被送到放大器之前，首先經(jīng)過非線性處理，對(duì)有較大峰值功率的信號(hào)進(jìn)行預(yù)畸變，使其不會(huì)超出放大器的動(dòng)態(tài)變化范圍，從而避免降低較大的PAPR的出現(xiàn)。最常用的信號(hào)預(yù)畸變技術(shù)包括限幅和壓縮擴(kuò)張方法。
限幅方法
信號(hào)經(jīng)過非線性部件之前進(jìn)行限幅，就可以使得峰值信號(hào)低于所期望的最大電平值。盡管限幅非常簡(jiǎn)單，但是它也會(huì)為OFDM系統(tǒng)帶來相關(guān)的問題。首先，對(duì)OFDM符號(hào)幅度進(jìn)行畸變，會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成自身干擾，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的BER性能降低。其次，OFDM信號(hào)的非線性畸變會(huì)導(dǎo)致帶外輻射功率值的增加，其原因在于限幅操作可以被認(rèn)為是OFDM采樣符號(hào)與矩形窗函數(shù)相乘，如果OFDM信號(hào)的幅值小于門限值時(shí)，則該矩形窗函數(shù)的幅值為1；而如果信號(hào)幅值需要被限幅時(shí)，則該矩形窗函數(shù)的幅值應(yīng)該小于1。根據(jù)時(shí)域相乘等效于頻域卷積的原理，經(jīng)過限幅的OFDM符號(hào)頻譜等于原始OFDM符號(hào)頻譜與窗函數(shù)頻譜的卷積，因此其帶外頻譜特性主要由兩者之間頻譜帶寬較大的信號(hào)來決定，也就是矩形窗函數(shù)的頻譜來決定。
為了克服矩形窗函數(shù)所造成的帶外輻射過大的問題，可以利用其他的非矩形窗函數(shù)，如下圖所示：
總之，選擇窗函數(shù)的原則就是：其頻譜特性比較好，而且也不能在時(shí)域內(nèi)過長(zhǎng)，避免對(duì)更多個(gè)時(shí)域采樣信號(hào)造成影響。
壓縮擴(kuò)張方法
除了限幅方法之外，還有一種信號(hào)預(yù)畸變方法就是對(duì)信號(hào)實(shí)施壓縮擴(kuò)張。在傳統(tǒng)的擴(kuò)張方法中，需要把幅度比較小的符號(hào)進(jìn)行放大，而大幅度信號(hào)保持不變，一方面增加了系統(tǒng)的平均發(fā)射功率，另一方面使得符號(hào)的功率值更加接近功率放大器的非線性變化區(qū)域，容易造成信號(hào)的失真。
因此給出一種改進(jìn)的壓縮擴(kuò)張變換方法。在這種方法中，把大功率發(fā)射信號(hào)壓縮，而把小功率信號(hào)進(jìn)行放大，從而可以使得發(fā)射信號(hào)的平均功率相對(duì)保持不變。這樣不但可以減小系統(tǒng)的PAPR，而且還可以使得小功率信號(hào)抗干擾的能力有所增強(qiáng)。μ律壓縮擴(kuò)張方法可以用于這種方法中，在發(fā)射端對(duì)信號(hào)實(shí)施壓縮擴(kuò)張操作，而在接收端要實(shí)施逆操作，恢復(fù)原始數(shù)據(jù)信號(hào)。壓縮擴(kuò)張變化的OFDM系統(tǒng)基帶簡(jiǎn)圖如下所示：
