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基于子载波加权降低OFDM系统峰均功率比的方法
OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）是一种常用的调制方式，其优点在于就算有频谱衰减和多径干扰，OFDM依然能保持高速传输。然而，OFDM系统的峰均功率比（PAPR）问题限制了其在实际应用中的使用。本文旨在介绍一种有效的PAPR降低方法，即基于子载波加权降低OFDM系统PAPR的方法，以及其实现方式和优点。
一、PAPR问题简介
PAPR是OFDM系统的一个重要问题，即正弦高峰与正弦低谷的功率差异。新一代通信系统要求PAPR尽可能地低，否则会导致模拟信号的不线性失真和出现频率间干扰（ICI）。PAPR的定义可以用峰均功率比（Peak-to-AveragePowerRatio，PAPR）来描述，即随机OFDM信号中最高功率分量值与平均功率分量值之比。可以表示为：
PAPR（dB）=10×log10（最大峰值^2/平均功率^2）
其中平均功率可以表示为所有子载波值的平方和。信号的峰值功率是由相干干扰引起的，所以PAPR越高，信噪比就越低，从而对信号的抗干扰能力产生负面影响。
二、PAPR降低方法
OFDM信号具有很高的峰均功率比（PAPR）。为了解决这个问题，已经提出并实现了许多方法，如选择峰值反转、部分传输序列等。其中，基于子载波加权降低OFDM系统PAPR的方法受到越来越多的关注。该方法通过子载波加权的方式，在不牺牲系统性能的前提下，有效地降低了OFDM信号的PAPR。
子载波加权大致可以分为幅度加权和相位加权两种方法。子载波幅度加权通常是通过线性和非线性方法实现，线性方法包括幅度裁剪、AmplitudeScaling、扩展块调制等等。而非线性方法则包括基于人工神经网络、基于遗传算法的优化方法。与子载波幅度加权不同，子载波相位加权着重于相位补偿。在相位加权的情况下，OFDM信号的子载波间距不是固定的，而是可变的。其中，最为流行的相位加权方法是子载波组合技术，该方法通过连接不同连续的子载波以减少PAPR。
三、实现方式
下面我们以线性幅度加权的实现方式为例进行详细介绍。
线性幅度加权方法利用线性放大器放大输入信号以减少PAPR。一种比较简单的方法是幅度限制（Clipping）技术。幅度限制通过增加一个固定的门槛，将过高的峰值限制在一个固定值以下，从而达到降低PAPR的目的。这种方法非常简单，但是却有一个致命的缺点，即降低了信号的调制质量。相比之下，信号的失真度更小，例如幅度缩放（AmplitudeScaling）技术。
幅度缩放技术是通过在输入信号中插入随机相位序列实现的。首先，随机序列被加入到每个OFDM符号中，然后OFDM符号通过IDFT（InverseDiscreteFourierTransform）转换为时间域信号。最后，通过适当地缩放幅度，信号的PAPR可以得到降低。幅度缩放技术有一个小缺点，即需要增加噪声带宽，也就会减少信号的SNR。
四、优点
基于子载波加权降低OFDM系统PAPR的方法主要有以下优点：
1.提高误码率性能
2.对信噪比敏感度低，对误差的容忍性强
3.多子载波的量化级别，为OFDM系统PAPR降低提供了更充分的技术手段。
总结：
本文介绍了一种有效的PAPR降低方法，即基于子载波加权降低OFDM系统PAPR的方法，通过子载波加权的方法，可以在不影响系统性能的前提下，有效地降低OFDM信号的PAPR。在实现方面，线性幅度加权的方法是非常简单有效的实现方式。尽管相位加权方法不能被轻易实现，但它仍然是一个很有前途的方法。相对于其他常用的PAPR降低方法，基于子载波加权的方法有许多独特的优点，如提高误码率性能，对信噪比敏感度低等，可以更好地适应不同的OFDM通信应用需求。