[發(fā)明專利]一種用于降低OFDM信號峰均比的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910193022.3
• 申請日: 2009-10-13
• 公開（公告）號: CN101674279A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳立俊;張永強
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州杰賽科技股份有限公司
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司
• 代理人: 禹小明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及OFDM領(lǐng)域，特別是涉及一種用于降低OFDM信號峰均比的方法。?

背景技術(shù)

正交頻分復(fù)用(Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，OFDM)是一種特殊的多載波(Multi-Carriers?Modulation，MCM)傳輸方案，它既是一種調(diào)制技術(shù)，也是一種復(fù)用技術(shù)。它具有許多其它無線通信技術(shù)所無法比擬的優(yōu)越性。同時，它也是一種并行技術(shù)，其將一個高速的數(shù)據(jù)流分割成許多低速數(shù)據(jù)流，并調(diào)制到若干相互正交的子載波上來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸。由于每個子載波的調(diào)制信號速率較低，這樣碼元的周期相對較長，因而對時延擴展有較強的抵抗力，再加上每個碼元又采用了循環(huán)前綴(Cyclic?Prefix，CP)作為保護間隔，所以符號間干擾所帶來的影響明顯減少。OFDM相對于一般的多載波傳輸?shù)牟煌幨撬试S子載波頻譜部分重疊，只要滿足子載波間互相正交就可以從重疊的子載波上分離出數(shù)據(jù)信息。?

OFDM的子載波內(nèi)含數(shù)據(jù)子載波(Data?Subcarriers)、空余子載波(Null?Subcarriers)和導(dǎo)頻子載波(Pilot?Subcarriers)。?

在OFDM通信系統(tǒng)中，使用在頻率上具有同步關(guān)系的多個載波來調(diào)制信號，由于各載波的包絡(luò)值統(tǒng)計獨立，隨著載波數(shù)的增加，疊加后信號的峰值功率與平均功率的比值，即峰均比(Peak-to-Average?Power?Ratio，PAPR)的數(shù)值較大。?因此，調(diào)制信號的動態(tài)范圍相當大，首先要求D/A轉(zhuǎn)換器具有較大的動態(tài)范圍，又要求系統(tǒng)中的功放具有較高的線性放大范圍，以避免傳輸信號的非線性失真。這樣就增加了系統(tǒng)成本和實現(xiàn)難度。?

降低PAPR最直接而有效的方法就是對OFDM信號峰值進行限幅。假設(shè)信號經(jīng)過星座圖映射、快速傅里葉反變換IFFT、并串轉(zhuǎn)換后為x_n，0≤n?≤N-1，對x_n進行限幅操作：?

x‾n=xn,|xn|≤ThTh·ej∠xn,|xn|>Th,0≤n≤N-1]]>

其中x_n為原信號，Th為限幅門限。當信號小于限幅門限時，信號不變；當信號大于限幅門限時，將信號的模值限制為門限大小，并保持與原信號相同的幅角。?

信號在經(jīng)過非線性部件之前進行限幅，就可以使得峰值信號低于所期望的最大電平值。盡管限幅非常簡單，但是它也會為OFDM系統(tǒng)帶來相關(guān)的問題。首先，對OFDM符號幅度進行畸變，會對系統(tǒng)自身造成干擾，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的誤比特率BER性能降低。其次，OFDM信號的非線性畸變會導(dǎo)致帶外噪聲功率值的增加，其原因在于限幅操作可以被認為是OFDM采樣符號與矩形窗函數(shù)相乘，如果OFDM信號的幅值小于門限值時，則該矩形窗函數(shù)的幅值為1；而如果信號幅值需要被限幅時，則該矩形窗函數(shù)的幅值應(yīng)該小于1。根據(jù)時域相乘等效于頻域卷積的原理，經(jīng)過限幅的OFDM符號的頻譜等于原始OFDM符號頻譜與窗函數(shù)頻譜的卷積，因此其帶外頻譜特性主要由兩者之間頻譜寬度較大的信號來決定，也就是矩形窗函數(shù)的頻譜來決定。?