摘 要：選擇性映射（SLM）算法是一種無失真降低OFDM系統(tǒng)峰均比（PAPR）的技術，但經(jīng)典SLM算法的峰均比降低性能不甚明顯。文章提出了一種改進的SLM算法，ISLM算法。該算法有效地利用了IFFT的線性性質，大大降低了IFFT的運算次數(shù)，降低了系統(tǒng)的復雜度。仿真結果表明，該算法可以有效地改進SLM算法的性能，大大降低OFDM系統(tǒng)的峰均比。

關鍵詞：正交頻分復用；峰均比；選擇性映射；加權

中圖分類號：TN919.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）20-0075-02

OFDM是一種特殊的多載波（MCM）傳輸技術，由于其高數(shù)據(jù)傳輸效率和在抗多徑衰落方面的優(yōu)勢已被選為4G的核心物理層技術。然而，由大量調制的自帶信號疊加而成的OFDM信號在傳輸中會出現(xiàn)非常高的瞬時信號峰值，OFDM信號包絡的這種劇烈變化特性，采用峰值平均功率比衡量，簡稱峰均比（PAPR）。高峰均比的OFDM信號很容易超出功率放大器的線性范圍，從而引起較大的功率譜帶外分量，產(chǎn)生嚴重的子載波間干擾（ICI），嚴重惡化OFDM系統(tǒng)的性能。

現(xiàn)有降低OFDM峰均比的算法大致可以分為信號預畸變技術、編碼方法和擾碼技術三種。擾碼技術由于其無失真性而備受關注，包括選擇性映射（SLM）和部分傳輸序列（PTS）。該方法利用不同的加擾序列對OFDM符號進行加權處理，利用多個序列表示同一組信息的傳輸，從而選擇PAPR最小的一組用于傳輸。傳統(tǒng)的SLM方法采用隨機產(chǎn)生的擾碼序列對原始序列進行加擾，經(jīng)過IFFT之后，從輸出的時域序列中選擇峰均比最小的一組進行傳輸。該算法的峰均比降低效果不理想。文獻[4]提出采用時域加權的方法對SLM算法進行改進，但該論文對加權系數(shù)的取值做了嚴格規(guī)定，并沒有從理論上進行一般性論述。本文對概算法進行了進一步擴展，從理論上推導出一般性的加權系數(shù)取值。仿真結果證實了該算法的有效性和可行性。

1 OFDM系統(tǒng)模型及峰均比

1.1 OFDM系統(tǒng)模型

通常采用互補累積分布函數(shù)(CCDF)來衡量信號PAPR的分布情況。互補累積分布函數(shù)表示PAPR超過某一門限值的概率，其定義為：

CCDF=Pr(PAPR>PAPR0)

2 改進的SLM

2.1 傳統(tǒng)SLM算法

最后從這M個時域序列中選擇PAPR最小的一組用于傳輸。

假設峰均比的門限值是PAPR0，則原始OFDM序列的PAPR超過門限值PAPR0的概率定義為Pr(PAPR> PAPR0)，則M個序列x(u)的PAPR都超過的PAPR0概率為[Pr(PAPR>PAPR0)]M，從而得到SLM算法的PAPR理論分布曲線為：

Pr(PAPR≥PAPR0)=[1-(1-ePAPR0)N]M

2.2 改進SLM算法（ISLM）

3 仿真結果

仿真采用Matlab 6.5仿真環(huán)境，子載波數(shù)N=256，子載波采用QPSK調制。首先仿真了M=4，v=1的ISLM算法性能，在仿真結果如圖1所示。

由圖1可知，M=4，v=1，θ=π/4的ISLM算法性能明顯優(yōu)于M=4時傳統(tǒng)SLM算法性能，在CCDF為時10-4，ISLM算法可是OFDM的峰均比降低4.4 dB，同傳統(tǒng)SLM算法相比性能提高1.4 dB。且其性能也由于M=8時的傳統(tǒng)SLM算法性能，但此時ISLM的運算量僅為M=8 SLM算法運算量的50%。

圖2為M=4時，v=1和v=4時的ISLM算法性能。從性能曲線可明顯看出，θ取值范圍的越多，備選序列也成倍增加，系統(tǒng)的峰均比性能越來越好。但隨著θ的增多，也增加了系統(tǒng)的復雜度和邊帶信息的數(shù)量，會在一定程度上降低OFDM系統(tǒng)的傳輸效率，在實際應用中要在二者之間做適當?shù)臋嗪狻?/p>

4 結 語

SLM算法是一種無失真降低OFDM系統(tǒng)峰均比的有效算法，但其峰均比降低效果并不明顯。本文提出一種改進的SLM算法——ISLM算法，該算法通過對傳統(tǒng)SLM算法產(chǎn)生的備選序列進行加權，充分利用了IFFT的線性性質，既保證了系統(tǒng)總能量不受損失，又大大增加了備選序列的數(shù)量。仿真結果表明，該算法可以大大改進SLM算法的性能，為降低OFDM峰均比算法的研究引入一個全新思路。

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