摘 要：Chirp載波頻分正交復(fù)用（Chirped-OFDM）系統(tǒng)作為一種有效的對(duì)抗雙彌散信道的方式，在信號(hào)發(fā)射端會(huì)出現(xiàn)大的峰均比，導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜。本文將星座圖擴(kuò)展算法引入到Chirped-OFDM中，該方法不需要傳送邊帶信息，因而不會(huì)影響系統(tǒng)的吞吐量。仿真結(jié)果驗(yàn)證該方法在不增加比特誤碼率（BER）的同時(shí)，能較好的抑制Chirped-OFDM產(chǎn)生的較大峰均比（PAPR）。

關(guān)鍵詞：Chirped-OFDM；峰均比；星座圖擴(kuò)展

中圖分類號(hào)：TN911

Chirped-OFDM系統(tǒng)能夠有效地適應(yīng)雙彌散信道，取得良好的通信性能，因而得到廣泛的關(guān)注。[1]然而作為一種多載波調(diào)制系統(tǒng)，它依然會(huì)遇到發(fā)射端峰均比過大的困擾。為了解決這個(gè)問題，很多基于傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)的峰均比抑制方法被引入到Chirped-OFDM系統(tǒng)當(dāng)中，如峰值削去算法（Clipping）、選擇映射算法（Selective Mapping，SLM）、部分比特傳輸算法（Partial transmit sequence，PTS）和子載波預(yù)留算法（tone reservation，TR）等。[2]然而它們的固有缺陷也在Chirped-OFDM系統(tǒng)中體現(xiàn)出來，如Clipping改變了系統(tǒng)的線性特征，SLM和PTS運(yùn)算量較大，因而無法被廣泛的使用。針對(duì)這些問題，文獻(xiàn)[3]和[4]分別給出了基于載波循環(huán)移位算法和子載波預(yù)留的快速傅里葉變換（FFT）中間取樣算法，在一定程度上減少了抑制算法的運(yùn)算量。然而，無論是分?jǐn)?shù)域循環(huán)移位算法還是子載波預(yù)留的FFT中間取樣算法都會(huì)降低系統(tǒng)的吞吐量。針對(duì)這些問題，本文引入了既不增加誤碼率，也不減少系統(tǒng)吞吐量的星座圖擴(kuò)展法（Active Constellation Extension，ACE）。

ACE利用POCS（projection onto convexsets）算法來擴(kuò)展外部星座點(diǎn)，以此來實(shí)現(xiàn)降低OFAM符號(hào)的PAPR，對(duì)ACE降低OFDM系統(tǒng)中峰均比的問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并提出了另一種收斂速度更快的實(shí)現(xiàn)該方法的算法—SGP算法（smart gradient projection）。

本文基于ACE算法的SGP算法實(shí)現(xiàn)Chirped-OFDM系統(tǒng)峰均比抑制，結(jié)構(gòu)安排如下：第一部分介紹了Chirped-OFDM系統(tǒng)及相應(yīng)的峰均比產(chǎn)生的原因，第二部分簡(jiǎn)述了ACE算法的原理，第三部分仿真驗(yàn)證了ACE算法在Chirped-OFDM系統(tǒng)峰均比抑制的效果。

1 Chirped-OFDM系統(tǒng)

圖1 基于SGP的ACE算法的峰均比與原始Chirped-OFDM系統(tǒng)的峰均比對(duì)比

從圖1的仿真結(jié)果可以看出，基于梯度算法的ACE算法能夠很好的抑制系統(tǒng)的峰均比，只需要三次迭代，就能使得性能提高接近一倍，抑制效果頗為明顯。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文將基于梯度算法的星座圖擴(kuò)展算法引入到Chirped-OFDM系統(tǒng)的峰均比的抑制當(dāng)中，從本質(zhì)上分析了峰均比產(chǎn)生的原因是有限點(diǎn)星座圖調(diào)制導(dǎo)致的。通過采用星座圖擴(kuò)展的算法，成功地將星座點(diǎn)映射到一個(gè)范圍上，避免了數(shù)據(jù)的大量重復(fù)，從而從本質(zhì)上減少峰均比，對(duì)于適用于雙彌散信道的Chirped-OFDM系統(tǒng)的峰均比抑制效果尤為明顯，使得峰均比降為原始的一半左右，具有強(qiáng)烈的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]M.Martone.A Multicarrier System Based on the Fractional Fourier Transform for Time-Frequency-Selective Channel[J].IEEE trans.on Commun.，2001（06）：1011-1020.

[2]T.Jiang，Y.Wu.An Overview Peak-to-Average Power Ratio Reduction Techniques for OFDM Signals.IEEE trans.on Broadcasting，2008（02）：257-268.

[3]趙越，王騰，陶然.FrFT-OFDM系統(tǒng)的低復(fù)雜度峰均比抑制技術(shù)研究[J].電子學(xué)報(bào)，2013.

[4]Shi Pengfei，Anjum M.R，Zhao Yue.Tone-Reservation based on fractional Fourier Transform for Chirp-based OFDM[J].IJSER，2013（8）.

作者簡(jiǎn)介：王志強(qiáng)（1982-），男，安徽阜陽(yáng)人，講師，研究方向：計(jì)算機(jī)新技術(shù)發(fā)展。

作者單位：阜陽(yáng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)校，安徽阜陽(yáng) 236000