[發明專利]基于信號幅度分布修正的無線OFDM信號峰平比抑制方法

有效

• 申請號: 201210002242.5
• 申請日: 2012-01-05
• 公開（公告）號: CN102404275A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 王勇;王麗花;葛建華;宮豐奎;李靖
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種基于信號幅度分布修正的無線OFDM信號峰平比抑制方法，包括以下步驟：

(1)對輸入比特流進行OFDM調制，再經過上采樣得到原始OFDM信號x_n，其中，n＝0，1，…，JN-1，J表示上采樣因子，N表示OFDM系統包含的子載波個數；

(2)根據信號幅度分布的修正目標構建壓擴函數如下：

z=sign(x)2k1[1-exp(-|x|2σ2)],|x|≤-σ2ln(1-k12c2A2)sign(x)1k2{(k2-k1)cA+(k1-k2)k1c2A2+2k2[1-exp(-|x|2σ2)]},|x|>-σ2ln(1-k12c2A2)]]>

其中，x是壓擴函數的輸入信號，z是壓擴函數的輸出信號，c是轉換點因子，k₁＞0是第一段線性函數的斜率，k₂＜0是第二段線性函數的斜率，A是輸出信號z的峰值幅度，σ是原始OFDM信號x_n的標準方差，exp(·)是自然指數函數，ln(·)是自然對數函數，sign(是符號函數，是根號運算符，|·|是求模運算符，表示滿足該條件的輸入信號x為小信號，表示滿足該條件的輸入信號x為大信號；

(3)在系統要求的峰平比PAPR條件下，分別在區間(0，1)和[-0.8，0)內選擇使系統誤碼率BER最小的轉換點因子c和第二段線性函數的斜率k₂，再按照以下公式依次求解輸出信號z的峰值幅度A和第一段線性函數的斜率k₁：

A=12f(g2-4fh-g)]]>

k1=2-A2k2(c-1)2A2c(2-c)]]>

其中，f＝k₂(c³-3c+2)，g＝-2(c³-4)，h＝12σ²(c-2)都是中間變量；

(4)用壓擴函數z對原始OFDM信號x_n進行壓擴變換，即把小信號幅度的概率密度函數修正為過原點的正斜率線性函數，而把大信號幅度的概率密度函數修正為負斜率的線性函數，得到壓擴變換信號y_n：

yn=sign(xn)2k1[1-exp(-|xn|2σ2)],|xn|≤-σ2ln(1-k12c2A2)sign(xn)1k2{(k2-k1)cA+(k1-k2)k1c2A2+2k2[1-exp(-|xn|2σ2)]},|xn|>-σ2ln(1-k12c2A2);]]>

(5)通過天線將壓擴變換信號y_n發射出去，并根據峰平比PAPR定義計算壓擴變換信號y_n的峰平比PAPR；

(6)對壓擴函數z求反函數，得到解壓擴函數如下：

x′=sign(z′)-σ2ln(1-k1|z′|22),|z′|≤cAsign(z′)-σ2ln[-k22|z′|2+(k2-k1)cA|z′|+1-c2A22(k2-k1)],|z′|>cA]]>

其中，z′是解壓擴函數的輸入信號，x′是解壓擴函數的輸出信號，k₁＞0是第一段線性函數的斜率，k₂＜0是第二段線性函數的斜率，其取值范圍是[-0.8，0)，c是轉換點因子，其取值范圍是(0，1)，A是輸出信號z的峰值幅度，σ是原始OFDM信號x_n的標準方差，ln(·)是自然對數函數，sign(·)是符號函數，是根號運算符，|·|是求模運算符；

(7)用解壓擴函數x′對接收信號進行解壓擴變換，得到解壓擴變換信號x′_n：

xn′=sign(rn)-σ2ln(1-k1|rn|22),|rn|≤cAsign(rn)-σ2ln[-k22|rn|2+(k2-k1)cA|rn|+1-c2A22(k2-k1)],|rn|>cA]]>

其中，n＝0，1，…，JN-1，J是上采樣因子，N是OFDM系統包含的子載波數，y_n是壓擴變換信號，是卷積運算符，h_n是信道沖擊響應，w_n是加性高斯白噪聲；

(8)對解壓擴變換信號x′_n進行下采樣，再經過OFDM解調還原出比特流；

(9)將還原出的比特流與輸入比特流進行匹配，統計出系統誤碼率BER，該誤碼率BER越接近原始OFDM系統的誤碼率BER，則峰平比抑制方法的誤碼率BER性能越好。

2.根據權利要求1所述的基于信號幅度分布修正的無線OFDM信號峰平比抑制方法，其中步驟(9)所述將還原出的比特流與輸入比特流進行匹配，是將還原出的比特流和輸入比特流中相同的比特判為正確，不同的比特判為誤碼。