[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

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，涉及正交頻分復用OFDM調制無線傳輸信號的峰平比PAPR抑制方法，可廣泛應用于各類新一代寬帶OFDM無線通信系統。

背景技術

由于正交頻分復用OFDM調制技術具有頻譜效率高、抗多徑衰落和實現復雜度低等優點，所以在許多應用中得到了越來越多的關注。但是，峰平比PAPR過高是OFDM系統的主要缺陷之一，峰平比過高就要求發射機內的功率放大器具有較大的線性動態范圍，以避免由于非線性失真而引起的傳輸信號的頻譜擴散和帶內失真而引起的誤碼率BER的增大，這樣就增加了系統實現的難度和成本，因此降低峰平比PAPR是OFDM技術能否應用于實際的關鍵。

壓擴方法是一種有效的OFDM信號峰平比PAPR抑制方法，它在發送端對原始信號進行一個非線性壓擴，使信號幅度的動態范圍變小，從而降低了信號的峰平比PAPR值，在接收端則執行相應的逆變換，對接收信號進行解壓擴。有些壓擴方法的性能還不錯，如：指數壓擴、分段壓擴和梯形壓擴等方法。Tao?Jiang在“Exponential?Companding?Technique?for?PAPR?Reduction?in?OFDM?Systems”中提出了指數壓擴方法，其基本思想是將原始OFDM信號的幅度分布轉化為均勻分布，但是，該方法所追求的均勻分布目標將使大幅度信號的分布增大，因此，當發送端采用非線性度較大的功率放大器時，其誤碼率BER性能將會急劇惡化；為此Jun?Hou在“Peak-to-Average?Power?Ratio?Reduction?of?OFDM?Signals?With?Nonlinear?Companding?Scheme”中提出了分段壓擴方法，其基本思想是使壓擴后的小信號幅度服從瑞利分布，大信號幅度服從均勻分布，該方法雖然可以有效降低信號峰平比PAPR，且系統誤碼率BER也較低，但難以靈活變化以滿足不同系統的性能要求；為此Shiann-Shiun?Jeng在“Efficient?PAPR?Reduction?in?OFDM?Systems?Based?on?a?Companding?Technique?With?Trapezium?Distribution”中提出了梯形壓擴方法，其基本思想是將原始OFDM信號的幅度分布轉化為梯形分布，但是，該方法在不同的參數取值情況下，會使小幅度信號或大幅度信號的分布增大，從而使峰平比PAPR性能或誤碼率BER性能下降。

發明內容

本發明的目的在于針對上述已有方法的不足，提出了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，以有效抑制OFDM信號峰平比PAPR，提高系統的誤碼率BER性能，并根據OFDM系統對峰平比PAPR和誤碼率BER性能的要求靈活變化，以滿足不同系統的性能要求。

實現本發明的基本思想是：使壓擴后小信號幅度的概率密度函數是過原點且斜率為正的線性函數，而大信號幅度的概率密度函數是斜率為負的線性函數，其技術方案描述如下：

(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：