峰均功率比PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)较大是OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统所面临的一个重要问题。较大的PAPR会引起信号畸变，导致子信道之间的正交性遭到破坏，产生相互干扰，使系统性能恶化。克服这一问题最传统的方法是采用大动态范围的线性放大器，或者对非线性放大器的工作点进行补偿，但是这样会大大降低功率放大器的效率，使得绝大部分能量都转化为热能被浪费掉[1-2]。因此，有效降低OFDM系统的峰均功率比已成为研究热点[3]。

    参考文献[4]提出了一种限幅方法，该方法虽然简单，但由于对OFDM符号进行了畸变处理，导致信号产生失真。参考文献[5]提出了一种编码方法，但该方法需要通过遍历搜索所有可能的码字来得到所传输的码集，并且需要事先存储查询表用于编码和解码，因此当子载波数较大时，该方法的实现非常困难。参考文献[6-8]提出了基于加扰序列的方法，该方法需要采用遍布式搜索方式寻找一组最优的相位加权序列，计算复杂度较高。参考文献[3]在此基础上提出了一种无损系统PAPR性能的低计算复杂度部分传输序列LCC-PTS(Low Computational Complexity Partial Transmit Sequences)方法，该方法简化了产生部分候选序列的运算过程，从而达到降低计算复杂度的目的。
    本文根据频谱优化思想和PAPR的基本原理，提出了一种基于频谱优化和交织的PAPR降低算法。该算法通过关闭不作为的子载波来降低子载波数N，并根据参考文献[2]的预判断技术有选择地对OFDM符号进行交织处理，最大限度地减少了对系统性能的损害并降低了系统的复杂度。性能分析结果表明，该算法在降低PAPR的同时，使系统的性能得到提高。
1 OFDM系统中的PAPR问题
    OFDM信号是由多个独立的经过调制的子载波信号叠加而成的，所以，叠加后的信号可能会产生较大的峰值功率，由此会带来较大的峰均功率比。假设OFDM系统的子载波数为N，在一个符号时间间隔内，其基带离散信号可表示为：



并串转换后输出。
3 仿真分析
    假设系统具有较好的同步和较准确的信道估计，不存在载波间干扰(ICI)和其他因素的影响。选择子带的初始个数N=[128，256]，PAPR0=8 dB。不失一般性，仿真时子载波的调制方式选择为QPSK。
    图3给出了本文算法处理前后的CCDF比较。从图中可以看出，随着PAPR门限的增加，本文算法的处理效果将更加显著，在门限PAPR=10时，其CCDF的值可降低一个数量级左右。另外，由于有效子载波数的确定，使得经本算法处理后，不同子载波个数的CCDF差值得到降低。

    图4给出了不同目标PAPR0时的仿真比较，从中可以看出，增加PAPR0，等同于放宽了约束条件，使得满足条件的OFDM符号数目增加，从而被交织处理的符号数目减少，增加了CCDF的值。
    图5是在子载波数N=128时，给出的算法处理前后的频谱效率比较曲线图。由于关闭了不作为的子载波，从而增加了中低信噪比下的频谱效率。

    本文研究了OFDM系统中的峰均功率比的问题，并基于频谱优化和交织思想，提出了一种降低PAPR的算法。通过确定有效子载波的个数，提高OFDM符号的平均功率,并根据线性放大器的动态范围设定目标PAPR0，通过预判断，选择性地对OFDM进行交织和解交织处理。该方法克服了传统算法对系统性能的影响，并在降低OFDM的PAPR的同时,优化了系统的性能。
参考文献
[1] YANG L, CHEN R S, SIU Y M, et al.PAPR reduction of an OFDM signal by use of PTS with low computational complexity [J]. IEEE Transactions on Broadcasting, 2006,52(1):83-86.
[2] 杨刚. OFDM通信系统中的PAPR一支技术的研究[D].西安: 西安电子科技大学, 2005.
[3] 王灵垠, 曹叶文. 降低OFDM系统峰均功率比的低计算复杂度PTS方法[J]. 通信学报, 2009,30(10):51-56.
[4] ARM S J.Peak 2to2 average power reduction for OFDM by repeated clipping and frequency domain filtering[J]. Electronics Letters, 2002,38(5):246-247.
[5] CHEN H S, LIANG H Y. Combined selective mapping and binary cyclic codes for PAPR reduction in OFDM systems[J]. IEEE Transactions on Wireless Communications, 2007,6(10):3524-3528.
[6] LIM D W, HEO S J, NO J S. A new PTS OFDM scheme  with low complexity for PAPR reduction[J]. IEEE Transactions on Broadcasting, 2006,52(1):77-82.
[7] WANG L, CAO Y. Sub-optimum PTS for PAPR reduction of OFDM signals[J]. Electronics Letters, 2008,44(15):921-922.
[8] YANG L, CHEN R S, SIU Y M. PAPR reduction of an OFDM signal by use of PTS with low computational complexity[J]. IEEE Transactions on Broadcasting, 2006,52(1):83-86.