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一种降低OFDM峰均比的编码方法
OFDM（正交频分复用）是无线通信领域中广泛使用的一种多载波调制技术。它基于频分复用的原理将一个宽带信号分为多个子载波进行调制，这样可以提高频谱利用率，降低串扰效应。然而，OFDM系统在实际应用中会遇到一些问题，其中之一就是峰均比过高的问题。峰均比是指信号的最大幅值和平均幅值之比，如果峰均比过高，就会出现过度压制和动态范围不足等问题，因此需要采用一些方法来降低OFDM的峰均比。本文将就一种降低OFDM峰均比的编码方法进行阐述。
一、OFDM的峰均比问题
OFDM调制在实际中得到广泛应用，是因为它不仅能够充分利用信道带宽，而且对于传输距离较远、频率偏移较大、时延扩展等恶劣的环境下具有更好的抗干扰性能。但相应的，OFDM调制也存在一些问题，尤其是在高速移动场景下。其一就是峰均比过高的问题。
OFDM信号是由很多个子载波组成的，每个子载波上都有一个符号进行调制，如果符号相位、幅度等参数都随机分布，则OFDM信号的峰值会非常高，远远高于平均值。这就会导致传输过程中，如果某些子载波等效信噪比（SNR）很低，当它们的符号都取最高值时，峰值就会非常高，这样就会出现在OFDM信号中的部分子载波超出了高功率放大器(HPA)的线性范围，严重影响系统的正常运行。同时存在过度压制和动态范围不足的问题。因此，如何降低OFDM信号的峰均比就成为了OFDM调制技术研究的一个重要命题。
二、编码方法
OFDM峰均比问题的解决方案有很多种，其中一种比较常见的方法是利用编码技术来降低OFDM信号的峰均比。编码技术可分为逐位编码和块编码两种，其中块编码在OFDM系统中应用广泛。
块编码是指将若干比特流看作一个整体进行编码的技术，例如Turbo编码、LDPC编码等都属于块编码。块编码有很多优良的性质，它们的存在可以提高系统的容错性、调制效率和抗干扰能力。利用块编码技术对OFDM信号进行编码可以通过改变OFDM子载波的调制方式来降低整个信号的峰均比。这种方法有着很好的理论基础和实际效果，可以用来降低OFDM信号的峰均比，从而提高系统的性能。下面我们介绍两种经典的编码方案。
1、Turbo编码
Turbo编码是一种基于迭代解码的编码技术，由ClaudeBerrou在1993年提出。其主要思想是将输入比特流分成两部分，一部分通过一个编码器进行编码，另一部分从中取出某些比特作为交织器，再通过另外一个编码器编码。编码完成后将两个编码后的比特流混合起来，再通过一个终结器对混合后的比特流进行封装并加入一些冗余控制信息，最终输出Turbo码比特流。Turbo编码的编码效率较高，同时可以在迭代反馈过程中进行错误修正，因此应用范围广泛。
在OFDM系统中采用Turbo编码的方法是，不将输入比特流直接进行调制，而是通过Turbo编码器将比特流转化为Turbo码，然后将Turbo码调制送入OFDM调制器进行调制。这种方法在降低OFDM峰均比的同时，也能够保证信号的可靠性和抗干扰性。同时，该方法的实现较为简单，支持多种码率，是一种较为理想的OFDM编码方案。
2、LDPC编码
LDPC（低密度奇偶校验码）编码是一种单纯的迭代奇偶校验码，由Gallager于1963年提出。不同于Turbo编码，LDPC编码器会先建立一个大规模的校验矩阵，其中大部分元素为零，仅有少数元素非零，称为低密度矩阵。该矩阵用来校正输入比特流中的错误，并能与Turbo、分组、卷积编码等相结合，构成一种优良的纠错码体系。
在OFDM系统中，利用LDPC编码对输入比特流进行编码。因为LDPC编码器中使用了低密度矩阵，在进行编码时可以将OFDM子载波进行分块，然后对块内比特流进行编码，这样可以避免在OFDM信号中某些子载波出现符号全部取最高值情况，从而降低OFDM信号的峰均比。而基于LDPC码的解码器采用了迭代译码策略，可以有效解决信道传输中的误码问题。此外，因为LDPC码的码率可以根据需求灵活调整，从而满足不同的应用需求，在OFDM系统中应用广泛。
三、总结
针对OFDM信号的峰均比过高问题，编码方法是一种有效的解决方案。其中Turbo编码和LDPC编码是两种经典的编码方案，它们在降低OFDM峰均比的同时，还能够保证系统的可靠性和抗干扰性。当然，对于不同的应用需求，应按照实际情况选择合适的编码方案，并在此基础上加以改进，从而进一步提高系统的性能。