摘要

随着科学技术的不断发展，带动了各行各业发展，为人们的生活提供了前所未有的便利，特别是通信技术的发展，从几年前的2G通信到现在的5G通信，通信在飞速发展，人们的需求也是越来越高，人们都希望以最低的费用得到更高的通信速率。过高的峰均比不仅仅会降低功率放大器的效率，也会降低SQNE，这就使得需要的终端需要更高的功率，用户的费用也会增加。所以，对于PAPR的抑制是非常有必要的。PAPR的抑制问题在LTE系统的下行链路OFDMA中取得了不错的效果，而SC-FDMA是一种使用单载波调制和频域均衡的技术，和OFDM系统具有相似的复杂度，并且具有一个显著的特性——低PAPR,因此是相对于OFDMA多址技术的一个很好的选择。所以，本文研究的是将下行链路的PAPR抑制方案用到上行链路SC-FDMA中，结合SC-FDMA本文第PAPR的特点，以求得到更好的PAPR抑制方案。本文具体做了以下几方面工作：

（1）对课题的研究背景和现状进行介绍，对LTE系统中的SC-OFDMA进行研究，包括SC-FDMA的基本原理研究，峰均比的定义以及峰均比过高带来的问题，对于SC-FDMA和OFDMA的PARA区别；

（2）介绍降低PARA的方法，本文采用的是两种下行链路中的PAPR抑制方法，SLM方法和PTS方法，将这两种方法用在SC-FDMA中，结合其自身的低PAPR特点，来达到更低PAPR。分别对两种技术方法的原理进行介绍，并将两种方法进行对比，包括算法复杂度对比、冗余边带信息对比以及PAPR性能对比。

（3）通过matlab对上述两种PAPR进行仿真，包括PTS和SLM方法与没有抑制算法的对比，不同分割方式对PTS性能的影响，PTS和SLM 方法的性能对比，抑制效果。

   实验结果证明，对于PTS算法而言，采用不同的分割方式，PAPR的抑制效果有所不同，随机分割方法抑制效果最好。PTS方法和SLM方法对比而言，PTS的抑制效果明显要比SLM要好，两种方法相比于不采用抑制算法来说，性能都要好，说明本文的研究具有真实性，对PAPR的抑制具有一定参考价值。

关键词：PAPR抑制；PTS方法；SLM方法

4 仿真分析

4.1  计算机仿真概述

计算机仿真是将系统技术、信息技术和仿真应用领域的相关技术作为基础，将计算机系统、与应用相关的设备和仿真器作为工具，通过模型对系统进行研究的一种十分综合的技术。

仿真其实是一种处理知识的过程。常见的系统仿真过程包含：系统模型的建立、仿真模型的建立、仿真程序的设计、仿真试验以及数据的分析和处理，它包含了许多领域所涉及的知识以及经验。

系统仿真有许多分类的方法。以模型的类型分类，可以将其分为连续的系统仿真、离散的系统仿真、连续和离散混和的系统仿真等；以仿真方法和手段分类，可以将其分为物理仿真、计算机仿真、硬件仿真等；根据设备真实程度的不同，可以将其分为实况仿真、虚拟仿真以及构造仿真等。

4.1.1建模仿真的基本要求

建模仿真有以下基本要求。

1）清晰性

通常大系统是许多小的子子系统合在一起构成的，所以相对的系统模型也是很多子模型构成的。在各个子模型之间，除了一些信息是达到研究所必要的存在的，它们中的各个之间的耦合要越少越好，它们的结构要越清晰越好。

2）切题性

系统模型只需要包含跟研究目的相关的一些方面就可以，只需要特征描述跟其有关的系统的行为子集。同一个系统，它们的模型不一定是相同或者唯一的，随着研究目的的不一样，它们的模型也是不一样的。

3）精确性

一个系统的模型能够划分成很多级根据所要求精确程度的不同。不一样的工程所要求的精确程度也是不一样的。

4）集合性

集合性就是将某些单独的实体组合成更大的实体的程度，对一个系统的实体分割需要考虑将其组合成一个大的实体。

4.1.2仿真的三要素

仿真的三个要素包含系统、模型以及计算机，模型建立和仿真模型建立以及仿真试验是联系三要素的基本活动。其关系如图2-1所示：

图4-1  仿真的三要素

数学仿真一般用数学模型，它描绘系统行为子集的特征通过数学语言。它的工作过程如下：

1）建立关于系统的数学模型；

2）建立关于系统的仿真模型，通过计算机程序来表达算法，使得数学模型可以在计算机上运行；

3）运行仿真模型，进行仿真试验，根据试验的结果，再修正数学模型以及仿真模型。

4.2  MATLAB简介

MATLAB是数值计算和可视化软件，它的性能很高。MATLAB集合了数值分析和矩阵运算和信号处理以及图形显示，组合成一个方便并且界面十分友好的用户环境。目前它是控制领域中应用最为广泛的软件工具。目前它不仅在控制领域应用十分广泛，在其它的工程以及非工程领域同样广泛。尤其在控制领域，许多十分著名的专家以及学者在他们自己擅长的领域研究开发了很多的工具箱，这些工具箱很多己经成为该领域的标准。

MATLAB语言有以下特点：

1)  起点高：每个变量都代表着一个矩阵，它存在n×m个元素，每一个元素都被当作是复数，不同的运算对矩阵以及复数都是有效的。

2)  人机界面适合科技人员：它的程序跟研究人员的工作习惯是十分接近的，所以MATLAB很容易读也很容易写，研究人员之间的交流很方便。它的工作方式是解释方式，一旦发现错误会立刻反应，这样编程人员可以立即发现并且改正。大大减少了编程以及调试的工作量。

3)  强大而简易的作图功能：可以通过输入的数据自动的确定坐标并且绘图，还可以绘制许多坐标系的图形。可以绘制三维曲线以及三维曲面，在数据齐全的条件下，一般只要一条命令就能绘制出对应的图形。

4)  智能化度高：它会自动选择最好的坐标，还可以根据输入或者输出自动选择算法在绘图的时候;数值积分的时候也可以通过精度选择步长，并且有强大的自动检测以及显示程序错误的功能，十分方便调试。

5)  功能丰富，可扩展性强：MATLAB软件包括基本和专业两部分。基本部分包括:运算和变换各种矩阵、代数和超越方程求解、数值积分等。许多领域的研究学者在依据本专业的知识编写了很多的工具箱为各自的专业服务。这些工具箱就是专业部分。目前已包含控制系统、信号处理、图象处理、模糊控制、等20多个工具箱，目前还在进一步增加。

MATLAB语言包含计算和数据可视以及程序设计，而且可以用大家比较熟悉的符号表达出来，在计算中拥有十分巨大的优越性；还可以为图形处理提供比较丰富的函数。所以它已经成为了国际上运用最广泛的软件之一。