摘要：目前，正交频分复用技术（OFDM）是移动通信系统的重要组成部分，然而在时域上存在高峰值平均功率比（PAPR），阻碍了其实用化。因此，加大对OFDM系统降低PAPR方法的研究具有很大的现实意义。文章阐述了OFDM技术和峰均比定义，对峰值平均功率比问题进行了分析，对几种常见的降低PAPR的方法进行了研究。

关键词：光纤传输；正交频分复用；峰均比；选择性映射；部分序列传输

中图法分类号：TN919 文献标识码：A

作为常用的数据传输方式，ＯＦＤＭ 系统有一个重要的缺陷，即高峰值平均功率比（ＰＡＰＲ）。高ＰＡＰＲ对调制器和放大器的线性范围提出了更高的要求，这些光电器件一旦超出线性范围，效率将会大幅降低，甚至引起光纤的非线性效应。本文分析了ＯＦＤＭ 系统中峰值平均功率比的问题，并对限幅法、选择性映射法和部分序列传输法３ 种降低ＰＡＰＲ 的方法进行了对比研究。

１ 概述

１．１ ＯＦＤＭ 技术

ＯＦＤＭ 即正交频分复用技术，是多载波技术的一种，其核心思想是把一路高速数据流分割成ｎ 路低速数据流，经过串并转换后在ｎ 个子载波上并行传输［１］ 。该技术有实现简单、高频谱利用率、强抗干扰等优点。ＯＦＤＭ 的主要组成部分有信道、接收端以及发送端。ＯＦＤＭ 系统结构图如图１ 所示。

在经过一定编码和相应的串并转换后，数据流信号被分配到多路并行，再经过一系列调制、变换、滤波和逆变换后得到原数据流信号。其中，调制方式有正交幅度调制和相移键控调制２ 种方式，变换和逆变换实现了频域信号和时域信号之间的相互转换。此外，信号传输过程中，将循环前缀作为保护间隔，保持子载波间的正交性，可有效降低符号间和子载波间的干扰。

与此同时，ＯＦＤＭ 技术仍存在部分问题亟须解决，其一是同步问题，较大的同步误差使载波间产生干扰，子载波间的正交性被破坏，不仅会降低输出信噪比， 甚至会使系统不能正常使用［２］ ； 其二是高ＰＡＰＲ 要求较大的放大器线性范围，极大地降低了放大器的效率。

１．２ ＯＦＤＭ 系统的峰均比定义

一定周期内，ＯＦＤＭ 信号最大的瞬时功率跟平均功率的比值称为峰值平均功率比，简称峰均比。其公式为：

其中，ｓ（ｎ）是经过ＩＦＦＴ 运算后的信号。

ＯＦＤＭ 技术中的多个子载波间具有正交性，且具有独立统计包络值，中心极限定理表明，高ＰＡＰＲ 不可避免，如当某一方向上多个子载波同时叠加，就会形成较高的ＰＡＰＲ。通常ＰＡＰＲ 公式没有实际意义，因此在实际应用过程中，使用ＰＡＰＲ 的ＣＣＤＦ（互补累积分布函数）来表示峰值分布特性，其具体表达式为：Ｐ｛ＰＡＰＲ＞ｐ｝ ＝１－Ｐ｛ＰＡＰＲ≤ｐ｝ ＝１－（１－ｅ－ｐ）Ｎ （２）

２ ＯＦＤＭ 系统中峰值平均功率比问题

２．１ 高ＰＡＰＲ 对光传输系统的影响

ＯＦＤＭ 系统的传输流程是：经过ＯＦＤＭ 调制后的信源，通过数模转换、放大器放大得到信号源，再通过一定调制器实现光调制，带有光信号的光载波再经过滤波器除噪、光电信号转换、数模转换、解调等一系列流程恢复出原信号。