Performance Improvement of OFDM System Using Iterative Signal Clipping With Various Window Techniques for PAPR Reduction
OFDM信号表现出被称为峰均功率比（PAPR）的高波动OFDM系统的问题是时域信号中经常出现峰值，从而降低了发射端大功率放大器的效率。本文讨论了一种易于实现的削波滤波技术，它通过削波最大功率信号的峰值来降低峰均比。该技术削波OFDM系统的峰值，从而降低了发射端大功率放大器的效率。本文首先给出了一种基于带外辐射的带外滤波器的设计方法，将信号的峰均比（PAPR）降低到一个预定的阈值，并利用滤波器消除带外辐射，然后分析了不同滤波器对PAPR的影响，重点研究了采用迭代限幅滤波方法降低PAPR的方法。分析了不同调制技术的符号出错率性能，每个限幅噪声样本乘以窗函数（如Hanning，Kaiser或Hamming）以抑制带外噪声，表明限幅和不同的滤波技术可以改善SER性能，进一步降低PAPR。
2014-02-07 cs.IT math.IT
Low Complexity Null Subcarrier-Assisted OFDM PAPR Reduction with Improved BER
在这封信中，我们提出了一个低复杂度的数据空子载波切换为基础的正交频分复用（OFDM）系统的峰均功率比（PAPR）降低方案，它提供了改善的比特出错率。我们执行的数据和空子载波之间的切换，在这样的方式，任何两个切换的空子载波之间的距离保持不变。该方法可以实现高达3dB的信噪比增益，并摆脱了超过98%的传统系统的系统复杂度，与轻微的妥协的PAPR降低能力。
2018-03-31 cs.IT math.IT
PAPR reduction of space-time and space-frequency coded OFDM systems using active constellation extension
主动星座扩展（ACE）是降低OFDM系统峰均功率比（PAPR）的技术之一。在该技术中，扩展星座点，使得PAPR最小化，但星座点的最小距离不减小。本文将一种迭代ACE方法推广到空间编码OFDM系统。所提出的方法是这样的峰均比降低同时在所有天线，而空间编码关系仍然成立。它将被证明，原来的ACE方法可以采用之前的空时分组码（STBC）。但是在空频块编码（SFBC）的情况下，已经提出了两种修改的技术。在第一种方法中，OFDM帧由若干子帧分隔，并且ACE方法被独立地应用于这些子帧以降低它们对应的PAPR。然后，基于SFBC关系对低PAPR子帧进行重组，以产生来自不同天线的发射信号。在第二种方法中，对于每次迭代，ACE被应用于具有最大PAPR的天线，并且其他天线的信号从该天线的信号生成。仿真结果表明，两种算法都是收敛的，但当天线数增加时，第二种方法的性能优于第一种方法。
2010-02-07 cs.IT math.IT
PAPR Reduction of OFDM System Through Iterative Selection of Input Sequences
基于正交频分复用（OFDM）的多载波系统可以支持高数据率的无线传输，而不需要任何广泛的均衡，并且还提供对衰落和符号间干扰的良好抗扰性。但是这些系统的主要缺点之一是发射信号的大的峰均功率比（PAPR），这使得直接实现成本高且效率低。本文提出了一种新的降低峰均比的方法，该方法通过改变每个符号的位置，从原始数据序列中产生多个序列，并选择具有最低峰均比的序列进行传输。将所提出的技术的性能与现有的PAPR降低方案（即，执行选择性映射（SLM）。它示出了相当大的降低峰均比以及更高的吞吐量可以实现在一些额外的计算复杂性的代价。
2013-04-26 cs.IT math.IT
A New Low-Complexity Selected Mapping Scheme Using Cyclic Shifted IFFT for PAPR Reduction in OFDM Systems
基于选择映射（SLM）方案，提出了一种新的降低正交频分复用（OFDM）系统峰均功率比（PAPR）的方法。所提出的SLM方案通过在快速傅里叶逆变换（IFFT）的中间阶段循环移位每个子块中的连接来生成替代OFDM信号序列。与传统的SLM方案相比，所提出的SLM方案实现了类似的PAPR降低性能，具有更低的计算复杂性和没有比特出错率（BER）的恶化。通过数值分析验证了所提出的SLM方案的性能。此外，它示出了所提出的SLM方案具有最低的计算复杂性在现有的低复杂度SLM方案中，利用在IFFT的中间阶段的信号。
2012-03-23 cs.IT math.IT
Method to Design UF-OFDM Filter and its Analysis
正交频分复用（OFDM）系统已经被广泛地用作通信系统。在OFDM系统中，存在两个主要问题。其中之一是OFDM信号具有较高的峰均功率比（PAPR）。另一个问题是OFDM信号具有较大的旁瓣。特别地，为了减少旁瓣，已经提出了通用滤波OFDM（UF-OFDM）系统。在本文中，我们展示了设计用于UF-OFDM系统的滤波器的标准和获得滤波器作为优化问题的解决方案的方法。此外，我们评估峰均比与UF-OFDM系统。与Dolph-Chebyshev滤波器相比，我们的滤波器具有更小的旁瓣和更低的比特出错率。然而，我们的滤波器和Dolph-Chebyshev滤波器的信号的PAPR比传统的OFDM信号的PAPR更高。
2017-11-20 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Pulse Shaping Technique for OFDM PAPR Reduction
正交频分复用（OFDM）是一种有吸引力的调制和多址技术，用于具有非平坦频率响应的信道，因为它节省了复杂的均衡器的需要。它可以提供高质量的性能，在带宽效率，对多径衰落的鲁棒性和成本效益的实施。然而，其主要缺点是输出信号的高峰均功率比（PAPR）。结果，需要系统在大的动态范围上的线性行为，因此降低了输出放大器的效率。在本文中，我们研究了这些组的时间波形的OFDM系统的性能的比特出错率（BER）方面的效果。我们评估了系统在AWGN信道下的性能。所得到的结果表明，降低PAPR的调查方法是与相当大的改善系统的BER性能，在多径信道中，相比传统的OFDM。这些有希望的结果表明，具有降低的PAPR的脉冲成形是OFDM系统的一个有吸引力的解决方案。
2010-09-25 cs.IT math.IT
An Efficient Bayesian PAPR Reduction Method for OFDM-Based Massive MIMO Systems
研究了基于正交频分复用（OFDM）的大规模多输入多输出（MIMO）下行链路系统中降低峰均功率比（PAPR）的问题。具体地，给定要发送到K个用户的符号向量的集合，问题是找到具有低PAPR并且同时能够实现多用户干扰（MUI）消除的OFDM调制信号。与以往的作品，解决了这个问题，使用凸优化，我们采取贝叶斯方法，并开发了一个有效的PAPR降低方法，利用冗余度的自由度的发射阵列。该方法将受欢迎的信号视为具有分层截断高斯混合先验的随机向量，这有可能促使其大部分样本集中在边界上的低PAPR信号。一个变分的期望最大化（EM）的策略，以获得与先验模型相关联的超参数的估计，以及信号。此外，将广义近似消息传递（GAMP）嵌入到变分EM框架中，大大降低了算法的计算复杂性.仿真结果表明，该算法在降低峰均功率比和降低计算复杂性方面都比现有方法有了很大的改善。
2015-11-29 cs.IT math.IT
PAPR Reduction of OFDM Through Pilot Shifting
正交频分复用（OFDM）系统的峰均功率比（PAPR）是一个长期存在的问题，它一直影响着OFDM系统的性能。在本文中，我们提出了一种新的PAPR降低方案的基础上移动数据符号之间的导频位置。由于没有边信息被发送到接收机的导频位置，一种新的导频检测算法设计在这里利用导频功率和导频的相对恒定的距离属性。所提出的方案达到约1.5 dB的PAPR降低。导频检测的准确性被证明是非常优秀的范围从80%到99%，在0 dB的信噪比（SNR）在不同的参数。该方案在不显著降低BER性能的情况下，具有非常高的频谱效率和降低的复杂度
2017-12-19 cs.IT math.IT
Dither Signal Design for PAPR Reduction in OFDM-IM over a Rayleigh Fading Channel
具有索引调制的正交频分复用（OFDM-IM）是一种新颖的方案，其中信息比特通过子载波激活模式（SAP）和活动子载波上的符号来传送。不幸的是，OFDM-IM继承了经典OFDM的高峰均功率比（PAPR）问题。具有高PAPR的OFDM信号在经过高功率放大器（HPA）时会产生带内失真和带外辐射。存在通过在空闲子载波中添加抖动信号来降低PAPR的尝试，其中抖动信号可以根据相应OFDM-IM子块的特性而具有各种幅度约束。但是，在瑞利衰落信道中，对于抖动信号的特定幅度约束没有结果。在这封信中，成对错误概率（PEP）分析的基础上，抖动信号的一个特定的约束条件，推导出在瑞利衰落信道。
2022-05-27 cs.IT eess.SP math.IT
Perturbation-Assisted PAPR Reduction for Large-Scale MIMO-OFDM Systems via ADMM
研究了基于正交频分复用（OFDM）的大规模多输入多输出（MIMO）系统的峰均功率比（PAPR）降低问题。提出了一种利用大规模天线阵列中的冗余自由度来降低发射信号PAPR的扰动辅助方法。具体来说，我们引入人工扰动信号的频域预编码信号，其目的是降低PAPR的时域对应信号。同时，与每个音调相关联的加性扰动信号被约束为位于其相关联的信道矩阵的零空间中，使得其不引起任何多用户干扰或带外辐射。将该问题转化为一个凸优化问题，并利用变量分裂和变方向乘子法（ADMM）技术给出了一个有效的算法。仿真结果表明，该方法收敛速度快，只需数十次迭代即可大幅降低峰均比。此外，与其他基于预编码的PAPR降低方法不同，本文提出的方法在预编码信号中引入扰动信号，与预编码阶段无关，因此更适用于实际系统。
2016-07-10 cs.IT math.IT
The Problem of Peak-to-Average Power Ratio in OFDM Systems
正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）以其高比特率、抗多径干扰能力强、频谱利用率高等优点被广泛应用于各种数字通信系统中，但其发射信号的峰均功率比（Peak-to-Average Power Ratio，PAPR）较高。降低OFDM系统的峰均功率比对于避免信号质量下降具有重要意义。目前，峰均比问题是一个活跃的研究领域，在本文中，我们提出了几种技术和数学分析。并列举了它们的优缺点，为读者提供了峰均比问题的实际情况。
2015-03-28 cs.IT math.IT
Performance Improvement for Papr Reduction in Lte Downlink System with Elliptic Filtering
研究了基于限幅滤波的正交频分复用（OFDM）信号峰均比抑制方法。注意，OFDM是已经在长期演进（LTE）下行链路中实现的非常熟练的多载波复用传输方案之一。然而峰均功率比（PAPR）是OFDM系统中比较棘手的问题，因此本文提出了一种利用幅度限幅和滤波来降低PAPR的方法。在这里，我们使用IIR带通椭圆滤波器的幅度削波后，以降低峰均比。文中还讨论了基于滤波器的限幅方法在出错率方面的性能。我们的结果表明，所提出的方法的限幅方法与IIR椭圆带通滤波器显着降低PAPR值。
2015-06-25 cs.IT math.IT
Low-PAPR OFDM-ISAC Waveform Design Based on Frequency-Domain Phase Differences
针对集成感知与通信场景下的低PAPR OFDM波形设计问题，提出基于频域相位差的PLPOI波形及ADMM求解算法，在PAPR和误码率性能上较传统方案有显著提升。
2025-03-19 cs.IT eess.SP math.IT
PAPR Reduction Scheme In MIMO-OFDM Systems With Efficient Embedded Signaling
多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）是一种很有前途的高性能宽带无线通信传输方案。然而，这种技术的主要缺点是输出信号的高峰均功率比（PAPR）。为了克服这个问题，已经提出了需要传输显式辅助信息（SI）比特的若干方法。事实上，传输的比特必须进行信道编码，因为它们对所考虑的OFDM系统的性能特别关键。这种信道编码极大地增加了系统复杂性，并且还降低了传输数据率。出于这些原因，我们在本文中提出了两个强大的盲技术，嵌入（SI）隐式到OFDM帧。首先，我们研究了一种新的技术，称为盲空时分组码（BSTBC）的灵感来自传统的选择映射（SLM）的方法。该技术基于适当的嵌入式信令，其主要由特定的空时分组码（STBC）模式和预编码序列码本组成。其次，为了改善信号检测过程和峰均比增益，我们提出了一种新的有效的组合盲SLM-STBC（BSLM-STBC）方法。这两种方法都具有在基于最大对数最大后验（MAP）算法的信号估计过程期间产生优化方案的益处。最后，得到的性能评估结果表明，我们提出的方法在一个壮观的PAPR降低，并进一步导致一个完美的信号恢复在接收端。
2014-12-29 cs.IT math.IT
Performance Improvement of PAPR Reduction for OFDM Signal In LTE System
正交频分复用（OFDM）是无线通信领域的一个新兴研究领域。它是当今广泛用作宽带有线和无线应用的最熟练的多载波传输技术之一，具有多个属性，例如对多径衰落和脉冲噪声提供更大的免疫力，消除符号间干扰（ISI），载波间干扰（ICI）以及对均衡器的需求。OFDM信号具有高峰均功率比（PAPR）的一般问题，高峰均功率比（PAPR）被定义为OFDM信号的峰值功率与平均功率的比率。高PAPR的缺点是功率放大器（PA）和数模转换器（DAC）的动态范围。本文提出并实现了一种改进的限幅滤波方法，与现有的方法相比，该方法在降低峰均比的同时，误码率略有提高。此外，将涵盖不同参数的比较研究。
2014-03-14 cs.IT cs.NI math.IT
Low-Complexity Tone Injection via Candidate Ranking for PAPR Reduction in OFDM and AFDM Systems
University of Surrey（萨里大学）；China Telecom Research Institute（中国电信研究院）
本文提出基于候选排名的低复杂度音调注入方法，用于OFDM和AFDM系统中降低PAPR，通过时间域局部峰值指导迭代更新音调序列，实现与FFT复杂度相当的性能提升。
2026-04-20 cs.IT eess.SP math.IT
End-to-End Learning of OFDM Waveforms with PAPR and ACLR Constraints
Nokia Bell Labs（诺基亚贝尔实验室）；NVIDIA（英伟达）
正交频分复用（OFDM）技术由于其对多径环境的有效处理而被广泛应用于现代无线网络中。然而，它具有差的峰均功率比（PAPR），这需要大的功率回退，降低了功率放大器（PA）的效率。在这项工作中，我们建议使用一个神经网络（NN）在发射机学习高维调制方案，允许控制PAPR和相邻信道泄漏比（ACLR）。在接收器侧，实现基于NN的接收器以执行所传输的比特的解映射。这两个NN在OFDM之上操作，并且使用对PAPR和ACLR实施约束的训练算法以端到端的方式联合优化。仿真结果表明，学习的波形能够实现比音调预留基线更高的信息速率，同时满足预定义的PAPR和ACLR目标。
2021-06-30 cs.IT cs.LG eess.SP
Better Performance ACF Operation for PAPR Reduction of OFDM Signal
正交频分复用（OFDM）是用于下一代无线通信系统的有前途的调制无线电接入方案，因为其由于低符号率而对多径干扰具有固有的免疫性、循环前缀的使用以及其对不同传输带宽布置的亲和性。OFDM已经被采用作为用于诸如3GPP（第三代合作伙伴计划）中的长期演进（LTE）系统的若干最新蜂窝系统规范的无线电接入方案。然而，OFDM信号的峰均功率比（PAPR）是一个显著的缺点，因为它限制了发射机的效率。为了降低峰均功率比，人们提出并实现了许多有前途的方法，但代价是增加了发射信号功率、出错率（BER）和计算复杂性以及数据率损失等。一种较好的幅度削波滤波（ACF）方案该方法在降低峰均功率比的同时，与现有方法相比，误码率略有提高，具有显著的改善效果。
2014-03-14 cs.IT cs.NI math.IT
Encoding and Decoding with Partitioned Complementary Sequences for Low-PAPR OFDM
在这项研究中，我们提出了分区互补序列（CS）的集群之间的间隙编码信息比特，以实现低峰均功率比（PAPR）的正交频分复用（OFDM）符号。我们表明，分区规则，而不会失去的功能，是一个CS符合非挤压分区的正整数，并导致一个对称的集群分离。我们解析推导出的分区CS的数量为给定的带宽和最小距离约束，并获得相应的递归方法枚举的分离的值。我们表明，分区可以增加频谱效率（SE），而不改变字母表的非零元素的CS，即，标准CS依赖于Reed-Muller（RM）码。我们还开发了一个编码器的分区CS和基于最大似然递归解码器的加性高斯白噪声（AWGN）和衰落信道。我们的研究结果表明，分区CS下的最小距离约束可以执行类似的标准CS的平均块出错率（BLER），并提供了更高的SE在有限的信噪比（SNR）损失的代价。
2021-09-15 cs.IT math.IT
Optimum Spectrum Extension for PAPR Reduction of DFT-s-OFDM
Huawei Technologies Sweden AB（华为技术有限公司瑞典分公司）
本文提出通过优化频谱扩展大小来降低DFT-s-OFDM的PAPR并提高传输速率，根据FDSS窗口和信噪比进行个性化配置。
2026-02-25 cs.IT eess.SP math.IT
Comparative Performance Analysis of Different Modulation Techniques for PAPR Reduction of OFDM Signal
在最新的无线通信领域中使用的最重要的多载波传输技术之一被称为正交频分复用（OFDM）。它有几个特点，如提供更大的抗多径衰落和脉冲噪声，消除符号间干扰（ISI）和载波间干扰（ICI）使用保护间隔称为循环前缀（CP）。OFDM信号的一个常见问题是峰均功率比（PAPR）很高，峰均功率比定义为OFDM信号的峰值功率与平均功率之比。在正交相移键控（QPSK）和正交幅度调制（QAM）的情况下，与现有的方法相比，我们先前的幅度限幅和滤波技术的改进设计显著降低了PAPR的量，而略微增加了比特出错率（BER）。本文研究了不同的高阶调制技术的比较性能分析的设计。
2014-06-11 cs.IT cs.NI math.IT
On the Phase Sequences and Permutation Functions in the SLM Scheme for OFDM-IM Systems
在具有索引调制的正交频分复用（OFDM-IM）中，活动子载波可以通过调制符号以及它们的索引来传送信息比特。OFDM-IM以其高能效的特点吸引了研究者的广泛关注。然而，OFDM-IM系统继承了传统OFDM信号的峰值平均功率比（PAPR）较大的缺点，而选择映射（SLM）技术是一种无失真、具有良好PAPR抑制能力、易于在OFDM-IM系统中应用的PAPR抑制技术。在用于OFDM-IM系统的SLM中，在应用快速傅立叶逆变换（IFFT）之前，相位序列在频域中旋转OFDM-IM块。此外，在SLM中相位序列的乘法之前，可以容易地引入频域中的置换。本文研究了OFDM-IM系统中SLM方案中的相位序列集（PSS）和置换函数;首先，分析了置换效率与有效子载波数的关系。其次，推导了PSS和置换函数的最优条件，并通过仿真进行了验证。
2020-01-06 cs.IT math.IT
ACO-OFDM-Specified Recoverable Upper Clipping With Efficient Detection for Optical Wireless Communications
正交频分复用（OFDM）技术的高峰均功率比（PAPR）严重影响了无线光通信系统的性能。提出了一种改进的非对称限幅光正交频分复用（ACOOFDM），通过引入可恢复的上限幅（RoC）过程，降低了PAPR。虽然一些信息被剪切由一个预定的峰值阈值，剪切的错误信息被保留和重新定位在我们提出的方案，这是命名为RoC-ACO-OFDM，而不是简单地被丢弃在传统的方案。所提出的方法充分利用了ACO-OFDM信号在时域中的特定结构，其中OFDM符号内的一半位置被强制为零。零值位置用于携带限幅误差信息。此外，我们相应地提出了一个最佳的最大后验概率（MAP）检测RoC-ACO-OFDM系统。为了便于RoC-ACO-OFDM在实际应用中的使用，进一步开发了一种有效的检测方法，具有接近最佳的性能。仿真结果表明，与传统方法相比，本文提出的RoC-ACO-OFDM系统在保持较好的误比特率出错率性能的同时，实现了较好的PAPR降低。
2015-01-13 cs.IT math.IT
Trainable Least Squares to Reduce PAPR in OFDM-based Hybrid Beamforming Systems
本文提出可训练最小二乘法，在混合波束成形OFDM系统中降低PAPR，兼顾有限带宽与数字空间约束，并以低复杂度逼近凸优化性能界，验证其在全连接HBF中的可行性。
2024-02-16 cs.IT cs.OH math.IT
Receiver-based Recovery of Clipped OFDM Signals for PAPR Reduction: A Bayesian Approach
限幅是正交频分复用（OFDM）中最简单的降低峰均功率比（PAPR）的方法之一。故意削波传输信号会降低系统性能，并且在接收机处需要削波缓解以用于信息恢复。在这项工作中，我们承认削波信号的稀疏性，并提出了一个低复杂度的贝叶斯削波估计方案。该方案利用先验信息的稀疏率和噪声方差增强恢复。同时，该方案对不准确的削波信号统计估计具有鲁棒性。削波信号的未失真相位特性以及削波可能性被用于增强重建。此外，现代OFDM为基础的通信系统的性质的动机，我们扩展我们的裁剪重建方法，多天线接收机，和多用户OFDM。我们还解决了由限幅失真污染的导频的信道估计的问题。数值结果，描绘有利的结果相比，所提出的计划建立稀疏重建计划。
2014-10-21 cs.IT math.IT stat.AP
Performance Analysis of Error Control Coding Techniques for Peak-to-Average Power Ratio Reduction of Multicarrier Signals
对高数据率移动通信服务的日益增长的需求将不可避免地推动未来的宽带移动通信系统朝着实现超过100 Mbps的数据传输率的方向发展。能够满足这种对高数据率移动通信服务的需求的有前景的技术之一是正交频分复用（OFDM）传输技术，其属于多载波调制系统的一般类别。OFDM是一种频谱效率高的调制技术，它可以在多径衰落信道上实现高速数据传输，而不需要强大的均衡技术。然而，为这种高频谱效率和不太密集的均衡付出的代价是低功率效率。OFDM信号由于具有较高的峰均功率比（PAPR）而对非线性效应非常敏感，这导致发射机的RF部分中的功率效率低下。分析了OFDM符号的非周期自相关与峰均比的关系。本文还对OFDM信号的各种信道编码技术的峰均比降低性能进行了比较研究。在我们的研究中，我们考虑了汉明码，循环码，卷积码，Golay和Reed-Muller码。结果表明，每种信道编码技术具有不同的PAPR降低性能。已经识别出具有最高PAPR降低值的编码技术，以及关于每个码的PAPR降低性能的说明。
2012-09-21 cs.IT math.IT
Learned Pulse Shaping Design for PAPR Reduction in DFT-s-OFDM
New York University（纽约大学）；Samsung Research America（三星美国研究院）
提出一种基于机器学习的端到端优化框架，用于确定DFT-s-OFDM中的FDSS滤波器，在满足零码间干扰等约束下权衡SER、PAPR和频谱平坦度，有效降低PAPR且SER退化极小。
2024-04-24 cs.IT cs.LG eess.SP
Optimized Signal Distortion for PAPR Reduction of OFDM Signals with IFFT/FFT Complexity via ADMM Approaches
针对正交频分复用（正交频分复用）信号，提出了两种基于交替方向乘法器（ADMM）的降低峰均功率比（PAPR）的低复杂度优化方法。首先，我们制定了一个非凸的信号失真优化模型的基础上最大限度地减少数据载波失真，这样的约束放置在峰均功率比和自由载波的功率。其次，为了有效地获得模型的近似最优解，我们设计了两个低复杂度的ADMM算法，分别命名为ADMM-Direct和ADMM-Relax。第三，我们证明了在ADMM-Direct/-Relax中，所有的优化子问题都可以半解析地求解，每次迭代的计算复杂度约为O（lNlog 2（lN）），其中l和N分别是过采样因子和载波数。此外，我们证明了ADMM-Direct的结果的解决方案是保证的某个Karush-Kuhn-Tucker（KKT）点的非凸模型的迭代算法是收敛的。对于ADMM-Relax，我们证明了它具有理论上保证的收敛性，并且如果选择适当的参数，它可以任意逼近模型的某个KKT点。仿真结果验证了所提方法的有效性。
2018-10-29 cs.IT eess.SP math.IT
Learning OFDM Waveforms with PAPR and ACLR Constraints
Nokia Bell Labs（诺基亚贝尔实验室）；CITI Lab, INSA Lyon, Inria, Université de Lyon（里昂大学CITI实验室、里昂国立应用科学学院、法国国家信息与自动化研究所）；NVIDIA（英伟达）
未来通信系统的一个有吸引力的研究方向是设计既能支持高吞吐量又能呈现有利信号特性的新波形。虽然大多数现代系统使用正交频分复用（OFDM）来实现其有效均衡，但是这种波形受到诸如高相邻信道泄漏比（ACLR）和高峰均功率比（PAPR）的多重限制。在本文中，我们提出了一种基于学习的方法来设计基于OFDM的波形，满足选定的约束条件，同时最大限度地提高可实现的信息速率。为此，我们将发射机和接收机建模为分别实现高维调制方案和执行传输比特检测的卷积神经网络（CNN）。这导致了一个优化问题，解决了使用增广拉格朗日方法。评估结果表明，端到端系统能够满足目标PAPR和ACLR约束，并允许显着的吞吐量增益相比，音调预留（TR）基线。另外的优点是不需要专用导频。
2021-10-21 cs.IT cs.LG eess.SP
High-Capacity and Low-PAPR BICM-OFDM Systems Using Non-Equiprobable and Non-Uniform Constellation Shaping With Clipping and Filtering
Graduate School of Engineering, The University of Osaka（大阪大学大学院工学研究科）
本文提出了一种结合非均匀星座塑形、裁剪和滤波的BICM-OFDM系统，实现低PAPR和高频谱效率。
2026-01-19 cs.IT eess.SP math.IT
Deterministic Selection of Phase Sequences in Low Complexity SLM Scheme
选择性映射（SLM）是一种解决峰均功率比（PAPR）问题的合适方案。近年来，许多研究者致力于降低SLM方案的计算复杂性。低复杂度SLM方案之一是III类SLM方案，其仅使用一个快速傅立叶逆变换（IFFT）操作来生成一个正交频分复用（OFDM）信号序列。通过随机选择旋转和循环移位，它可以生成$N^3$替代OFDM信号序列，其中$N$是FFT大小。但是这种选择并不能保证最优的PAPR降低性能。因此，在本文中，我们提出了一个简单的确定性的循环移位选择方法，这是最佳的情况下，有两个替代的OFDM信号序列之间的相关系数的低方差。我们表明，循环移位是高度依赖于PAPR降低性能比旋转。仿真结果表明，在FFT规模较小且替代信号序列数接近$N/8$的情况下，该方案比Class III SLM方案具有更好的PAPR抑制性能。
2012-10-16 cs.IT math.IT
The PAPR Problem in OFDM Transmission: New Directions for a Long-Lasting Problem
多载波通信的峰值功率控制一直是信号处理和通信中的一个长期问题。然而，工业界和学术界都面临着新的挑战，节能系统的设计。特别地，所设想的网络能量效率的提高（例如，在绿色触摸联盟中至少提高1000倍）将收紧对组件级的要求，使得相对于单载波传输的效率差距必须显著减小。本文反映了这些挑战，在这一领域的统一框架和新的方向。大偏差理论，去随机化和Banach空间几何的选择元素的组合将提供一种新的方法，并将提供思想和概念，为研究人员在工业背景，以及来自学术界。
2012-12-18 cs.IT math.IT math.MG
The Method of Conditional Expectations for Cubic Metric Reduction in OFDM
OFDM信号包络的高度变化导致发射机的功率放大器中的非线性失真，这是一个主要缺点。峰均功率比（PAPR）和立方度量（CM）通常用于量化信号的该特性。尽管据报道，更高的准确性相比，PAPR，有限的研究已经做了减少算法CM。在本文中，条件期望的方法（CE方法）被用来实现CM约简的符号选择方法。使用CE方法，利用CM的顺从的数学结构来开发低复杂度的算法。此外，保证减少分析证明的数据符号的每一个组合。仿真结果表明，几乎3 dB的减少增益的原始立方度量（RCM）几乎所有的子载波数，这是实现使用只有一半的全速率损失的符号选择方法。
2019-05-08 cs.IT math.IT
Repeated-and-Offset QPSK for Low-PAPR DFT-s-OFDM in Satellite Communications
Shannon Research Center, Huawei Technologies Sweden AB（香农研究中心，华为技术瑞典有限公司）
研究将传统卫星系统中用于单载波波形的偏移正交相移键控（OQPSK）应用于地面系统上行链路的离散傅里叶变换扩频正交频分复用（DFT-s-OFDM），提出重复与偏移QPSK技术，降低峰均功率比并分析性能。
2026-07-07 cs.IT eess.SP math.IT
Hadamard Coded Modulation: An Alternative to OFDM for Optical Wireless Communications
正交频分复用（OFDM）是一种易受信源、信道和放大器非线性影响的调制技术，因为它具有较高的峰均比（PAPR）。随着OFDM信号的平均功率的增加，失真变得更糟，因为大部分信号受到非线性的影响。在本文中，我们介绍了阿达玛编码调制（HCM），使用快速沃尔什-阿达玛变换（FWHT）调制数据作为一种替代技术，OFDM直接检测无线光系统。该技术由于其小的PAPR而被示出对于高平均光功率场景具有更好的性能，并且可以在两种场景中代替OFDM使用：1）在需要高平均光功率的光学系统（诸如可见光通信（VLC））中，以及2）在不受平均功率约束的光学无线系统中，对于该光学无线系统，与OFDM相比，HCM实现更低的比特出错率（BER）。HCM的功率效率可以通过在不丢失任何信息的情况下去除信号的DC偏置的一部分来提高。以这种方式，所发送的信号的幅度减小，并且信号变得对非线性不太敏感。交织可以应用在HCM上，通过将干扰均匀地分布在所有符号上，使所得信号抵抗色散信道中的符号间干扰（ISI）效应。
2014-04-04 cs.IT math.IT
Golay Layer: Limiting Peak-to-Average Power Ratio for OFDM-based Autoencoders
在这项研究中，我们提出了一个基于OFDM的自动编码器（OFDM-AE）的可微层，以避免高瞬时功率，而无需正则化训练过程中使用的成本函数。所提出的方法依赖于通过深度神经网络（DNN）产生互补序列（CS）的一组函数的参数的操作。我们保证每个OFDM-AE符号的峰均功率比（PAPR）小于或等于3 dB。我们还展示了如何规范化的平均功率使用的功能，除了PAPR。所引入的层允许辅助参数，其允许控制频域中的幅度和相位偏差。数值结果表明，在发送端和接收端的DNN可以在该保护层下以牺牲复杂度为代价实现可靠的通信。
2020-02-18 cs.IT eess.SP math.IT
Multicarrier PAPR Reduction by Iteratively Shifting and Concentrating the Probability Measure
多载波波形中的峰值功率问题是众所周知的，并且对无线通信施加了实质性限制。随着对下一代无线通信系统5G的使能技术的研究达到顶峰，这个问题在更广泛的技术中重新出现。然而，尽管有许多关于这个主题的出版物，但没有一个完善的结构可以解决这个问题，这激发了研究的推动。在本文中，提出了一种新的峰值功率降低算法，提供了一个显着的峰均功率比（PAPR）的降低，并表现出进一步改进的潜力。数学的算法的易处理性预计将特别重要，为此。一个显著的早期观察结果是，在OFDM方案中，对于64个子载波，PAPR降低约4.5dB，速率损失为每复数据符号0.5比特，这是这类算法中其他方法所需速率损失的一半。
2016-04-11 cs.IT math.IT
On the Properties of Cubic Metric for OFDM Signals
作为正交频分复用（OFDM）信号幅度波动的度量，立方度量（CM）比峰均功率比（PAPR）更能反映非线性器件引起的失真，因此受到越来越多的关注。本文研究了OFDM信号的共模特性。首先，推导出CM的渐近分布。其次，验证了1.7倍过采样率足以在均方误差方面捕获连续OFDM信号的CM，这也是有实际意义的，因为在蜂窝通信系统的长期演进（LTE）中，快速傅立叶变换大小通常是标称带宽的1.7倍。
2015-06-23 cs.IT math.IT
Low PAPR Reference Signal Transceiver Design for 3GPP 5G NR Uplink
低峰均功率比（PAPR）传输显著地改善了小区覆盖，因为它们能够实现高功率传输而不会使功率放大器饱和。在Rel-15 3GPP 5G NR规范中引入了一种新的调制方案，即pi/2-BPSK，以支持在上行链路传输中使用DFT扩展OFDM波形的低PAPR传输。为了实现使用该调制方案的数据解调，Zadoff-Chu序列被用作参考信号。然而，当与pi/2-BPSK数据相比时，Zadoff-Chu序列的PAPR更高。因此，即使数据传输具有低PAPR，参考信号的高PAPR也限制了Rel-15 3GPP 5G NR设计的上行链路中的小区覆盖。在本文中，我们提出了一种收发器的设计，最大限度地减少参考信号的PAPR，以避免上述问题。我们通过仿真表明，所提出的架构的结果在超过2 dB的PAPR降低相比，现有的设计。此外，当支持多个流传输时，我们表明，当采用所提出的收发器设计时，参考信号传输的PAPR对于任何流（在3GPP术语中也称为基带天线端口）保持相同，这不是当前3GPP 5G NR设计的情况
2019-07-12 cs.IT eess.SP math.IT
Low Peak-to-Average Power Ratio FBMC-OQAM System based on Data Mapping and DFT Precoding
本文提出一种基于数据映射和DFT预编码的map-DFT-spread FBMC-OQAM方案，通过共轭对称规则映射发射数据并避免OQAM预处理，从而实现比简单DFT扩频更优的PAPR降低，并揭示了PAPR与带外性能的权衡。
2023-09-11 cs.IT eess.SP math.IT
The Method of Conditional Expectations for PAPR and Cubic Metric Reduction
OFDM波形在信号包络中表现出高波动，这导致发射机的非线性功率放大器中的失真。峰均功率比（PAPR）和立方度量（CM）是量化这一现象的常用指标。降低PAPR或CM的一种有前途的方法是基于改变数据符号的符号的符号选择。本文利用条件期望法（CE法）求出了符号选择问题的竞争次优解。为了降低PAPR，引入了一个替代度量，它允许CE方法的有效应用。对于CM约简，CM定义的易处理性被利用到这一目的。该算法进行了分析，以获得最坏情况下减少度量值的上界。一个值得注意的特点是持续减少能力的副载波数范围很广。具体地，仿真示出了对于64到1024个子载波，所谓的“有效PAPR”分别从10.5dB和11.7dB减小到约6.5dB。对于CM，观察到类似的3 dB的稳定降低。此外，CE方法导致符号选择的修剪版本，其将速率损失减半。
2020-03-25 cs.IT math.IT
DeepOFW: Deep Learning-Driven OFDM-Flexible Waveform Modulation for Peak-to-Average Power Ratio Reduction
School of Electrical and Computer Engineering, Ben-Gurion University of the Negev（本· Gurion 内盖夫大学电气与计算机工程学院）
本文提出DeepOFW框架，通过深度学习驱动设计低复杂度硬件的OFDM灵活波形，降低PAPR并提升BER性能，同时提供开源实现以促进研究与应用。
2026-03-15 cs.IT cs.LG eess.SP
Optimization of Probabilistic Constellation Shaping for Optical OFDM Systems with Clipping Distortion
本文针对光OFDM系统中PCS集成导致的PAPR增加和削波失真问题，提出基于投影梯度下降的PCS优化方法以最大化信道容量，仿真验证其在严重削波下优于均匀信令。
2025-07-10 cs.IT cs.SY eess.SP
Phase Noise Resilient Three-Level Continuous-Phase Modulation for DFT-Spread OFDM
提出了一种基于OFDM的低峰均功率比（PAPR）、高相位噪声（PN）鲁棒性波形。它遵循离散傅里叶变换扩频正交频分复用（DFT-s-OFDM）信号模型。3 MSK受连续相位频移键控（FSK）的启发，但它在基带模型中使用三个频率--具体地说，0和$\pm f_{symbol}/4$，其中$f_{symbol}$是符号速率--这有效地将连续符号之间的相位转换限制为0和$\pm π/2$ rad。受调制的相位控制模型的激励，可以实现不同程度的相位连续性，同时支持具有低复杂度的接收机处理。通过以高于符号率的速率生成初始时域近似恒定包络信号来改善信号特性。这有助于实现3 MSK符号之间的平滑相位转换。此外，通过在基本DFT-s-OFDM模型的活动子载波之外发送额外的非零子载波来研究使用额外带宽的可能性，这提供了极大地降低PAPR的能力。由于信息被编码在相变中的事实，开发了跟踪相位变化而不需要参考信号的接收器模型。为此，它表明，这种新的调制是非常适合于非相干接收机，即使在强相位噪声（PN）的条件下，从而允许减少参考信号的开销。该物理层调制和波形方案的评估根据发射机度量（诸如PAPR、OOB发射和功率放大器（PA）之后的可实现输出功率）来执行。最后，编码的无线电链路的评估也显示和提供，表明3 MSK具有类似的BER性能，传统的QPSK。
2021-10-12 cs.IT eess.SP math.IT
Reducing Cubic Metric of Circularly Pulse-Shaped OFDM Signals Through Constellation Shaping Optimization With Performance Constraints
针对发射机高功率放大器效率需求，本文提出带性能约束的星座整形优化方法，以进一步降低CPS-OFDM信号的CM，并改善频谱再生与频谱效率。
2018-05-20 cs.IT math.IT
Semantic Communications with Discrete-time Analog Transmission: A PAPR Perspective
Imperial College London（帝国理工学院）
基于深度学习（DL）的联合信源-信道编码（DeepJSCC）的最新进展导致了语义通信的新范例。基于DeepJSCC的语义通信的两个显著特征是直接从源信号中利用语义感知特征，以及这些特征的离散时间模拟传输（DTAT）。与传统的数字通信相比，使用DeepJSCC的语义通信在接收端提供了卓越的重构性能，并随着信道质量的下降而适度降级，但在传输信号中也表现出较大的峰均功率比（PAPR）。一个悬而未决的问题是DeepJSCC的增益是否来自高PAPR连续幅度信号带来的额外自由度。本文针对这一问题，探讨了三种降低峰均比的技术在图像传输中的应用。我们确认，基于DeepJSCC的语义通信的卓越图像重建性能可以保留，同时传输的PAPR被抑制到可接受的水平。这一观察是在实际语义通信系统中实现DeepJSCC的重要一步。
2022-12-29 cs.IT cs.LG eess.IV
Peak Reduction and Clipping Mitigation by Compressive Sensing
这项工作建立了一个峰均功率比（PAPR）降低系统的设计，分析和微调，基于压缩感知在接收机的峰值降低稀疏削波器应用到OFDM信号在发射机。通过利用OFDM信号在时域中相对于预定义的限幅阈值的稀疏性，该方法依赖于部分地观察极其简单的稀疏限幅器的频率内容来恢复峰值降低的信号的限幅系数的位置、幅度和相位。我们主张，在发射机处没有将削波器的频率支持限制到预定义的保留音调集合的优化算法的情况下，没有其他音调保留方法可以可靠地以如此低的复杂度恢复原始OFDM信号。之后，我们专注于设计不同的削波信号，可以嵌入先验信息的支持和相位的峰值降低信号的接收器，其次是改进的压缩感知技术，以增强恢复。这包括基于数据的加权{ \ell } 1最小化，用于增强支持恢复，以及用于均匀裁剪器的相位增强，然后是贝叶斯技术。我们表明，使用这样的技术为一个典型的OFDM信号的256个子载波和20%的保留音，PAPR可以减少约4.5 dB的容量显着增加相比，系统使用所有的音调进行数据传输和剪辑到这样的水平。因此，该设计从容量和PAPR降低方面都是有吸引力的。
2011-01-22 cs.IT math.IT math.ST
Experimental demonstration of Layered/Enhanced ACO-OFDM in short haul optical fiber transmission link
非对称限幅光正交频分复用（ACO-OFDM）理论上比直流偏置OFDM（DCO-OFDM）具有更高的功率效率，但频谱效率较低，因为它只使用奇数索引子载波，分配给无信息偏置分量的功率较少。分层/增强型非对称限幅光正交频分复用（L/E-ACO-OFDM）是一种提高ACO-OFDM频谱效率的新技术。在这封信中，我们实验演示了一个30公里的单模光纤传输使用L/E-ACO-OFDM在4.375吉比特/秒。采用基于Volterra滤波器的均衡器，L/E-ACO-OFDM系统的Q值比DCO-OFDM系统分别提高了2dB和1.5dB。
2016-08-18 cs.IT math.IT
Power Penalty Due to First-order PMD in Optical OFDM/QAM and FBMC/OQAM Transmission System
偏振模色散（PMD）是高速光通信系统面临的一个挑战。在高速光正交频分复用（OFDM）传输系统中，偏振模色散（PMD）引起的光信号损伤需要进一步研究。本文提出了一种近似解析的方法来评估一阶偏振模色散（PMD）在正交幅度调制（OFDM/QAM）和基于滤波器组的多载波偏移正交幅度调制（FBMC/OQAM）光传输系统中的功率损失。仿真结果表明，与单载波正交相移键控（SC-QPSK）相比，OFDM/QAM和FBMC/OQAM均能将PMD带来的功率代价降低一半。此外，FBMC/OQAM在一阶PMD的影响下比OFDM/QAM具有更好的功率惩罚免疫性。
2013-11-29 cs.IT math.IT
Cyclic Delay Transmission for Vector OFDM Systems
单天线矢量OFDM（V-OFDM）系统在过去已经被提出和研究。它包含了传统的OFDM和单载波频域均衡器（SC-FDE）作为两种特殊情况，并通过选择适当的矢量大小，可以灵活地选择任意数量的符号间干扰（ISI）。在本文中，我们开发了循环延迟分集（CDD）传输的V-OFDM当有多个发射天线（CDD-V-OFDM）。类似于CDD-OFDM系统，CDD-V-OFDM也可以收集空间和多径的差异。由于V-OFDM首先将单输入单输出（SISO）ISI信道转换为阶数/长度比$K$小几倍的多输入多输出（MIMO）ISI信道，其中$K$是矢量大小，因此对于给定带宽，CDD-V-OFDM可以容纳比CDD-OFDM多$K$倍的发射天线来收集所有空间和多径色散。该特性将特别有益于大规模MIMO系统。我们表明，在每个子载波的线性MMSE均衡器，CDD-V-OFDM实现分集阶$d_{\text{CDD-V-OFDM}}^{\text{MMSE}} = \min \{ \lfloor 2^{-R}K \rfloor, N_t L \} +1$，其中$R$是传输速率，$N_t$是发射天线的数量，和$L$是每个发射和接收天线对之间的ISI信道长度。模拟来说明我们的理论。
2014-10-11 cs.IT math.IT
Optimal Multicast of Tiled 360 VR Video in OFDMA Systems
在这封信中，我们研究了最佳的多播平铺360虚拟现实（VR）视频从一个服务器（基站或接入点）的正交频分多址（OFDMA）系统中的多个用户。对于给定的视频质量，我们优化子载波，传输功率和传输速率分配，以最小化总的传输功率。对于给定的传输功率预算，我们优化子载波，传输功率和传输速率分配，以最大限度地提高接收视频质量。这两个优化问题都是非凸优化问题。我们分别获得了这两个问题的全局最优封闭解和近似最优解，这两个问题都揭示了OFDMA系统中平铺360 VR视频多播的重要设计见解。
2018-09-27 cs.IT math.IT
DAFT-Spread Affine Frequency Division Multiple Access for Downlink Transmission
本文针对AFDM/O-AFDMA系统高峰均功率比问题，提出基于离散仿射傅里叶变换扩展的DAFT-s-AFDMA下行接入方案，并给出参数设置准则，仿真证明其PAPR性能优于传统O-AFDMA。
2024-05-06 cs.IT eess.SP math.IT
Transmit Filter and Artificial Noise Design for Secure MIMO-OFDM Systems
物理层安全被认为是无线通信中保护合法传输不被被动窃听的重要安全手段。研究了无线多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）通信系统在存在多天线窃听者的情况下的物理层安全问题。首先提出了一种发射滤波器辅助的安全MIMO-OFDM系统，该系统能够破坏窃听者信号的正交性。我们提出的传输滤波器可以干扰窃听者的接收，同时保持合法传输的质量。然后，我们提出了另一种人工噪声（AN）辅助的安全MIMO-OFDM系统，以进一步提高合法传输的安全性。时域AN信号被设计成干扰窃听者的接收，而合法传输不会受到影响。仿真结果证明了所提出的发送滤波器设计和AN辅助方案在MIMO-OFDM系统中的安全性能。
2017-04-26 cs.IT math.IT
