[發明專利]基于分段分布優化的無線OFDM信號峰平比抑制方法

有效

• 申請號: 201210118320.8
• 申請日: 2012-04-23
• 公開（公告）號: CN102664853A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 王勇;王麗花;葛建華;李毅;宮豐奎;李靖;楊超
• 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

1.一種基于分段分布優化的無線正交頻分復用OFDM信號峰平比抑制方法，包括以下步驟：

(1)對輸入的比特流進行正交頻分復用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)構建一種分段分布的壓擴函數z：

z=sign(x){m+1k1[1-exp(-|x|2σ2)]}1m+1,|x|≤-σ2ln[1-k1(cA)m+1m+1]sing(x)1k2{-b+b2-2k2[k1(cA)m+1(1m+1+2-c2(c-1))-1+exp(-|x|2σ2)},|x|>-σ2ln[1-k1(cA)m+1m+1]]]>

其中，x是壓擴函數的輸入信號，z是壓擴函數的輸出信號，k₁＞0是壓擴參數，m＞0是冪函數的冪次，k₂＜0是線性函數的斜率，b＞0是線性函數的縱截距，c是轉換點因子，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)根據系統要求的峰平比PAPR，在區間(0，1)內選擇使系統誤碼率BER最小的轉換點因子c，在區間(0，3]內選擇使系統誤碼率BER最小的冪次m，再按照以下公式依次求解輸出信號z的峰值幅度A、壓擴參數k₁、斜率k₂和縱截距b：

A=σ2(1m+1+1-c2c)/[c2m+3-3c4-4c3+112c(c-1)],]]>

k1=1(cA)m+1(1m+1+1-c2c),]]>

k2=k1(cA)m(c-1)A,]]>

b＝-k₂A；

(4)用分段分布的壓擴函數z對原始OFDM信號x_n進行壓擴變換，得到壓擴變換信號y_n：

yn=sign(xn){m+1k1[1-exp(-|xn|2σ2)]}1m+1,|xn|≤-σ2ln[1-k1(cA)m+1m+1]sing(xn)1k2{-b+b2-2k2[k1(cA)m+1(1m+1+2-c2(c-1))-1+exp(-|xn|2σ2)},|xn|>-σ2ln[1-k1(cA)m+1m+1]]]>

(5)根據峰平比PAPR定義計算壓擴變換信號y_n的峰平比PAPR；

(6)將壓擴變換信號y_n發送至信道，經傳輸后，得到接收信號r_n：

rn=yn⊗hn+wn,]]>

其中，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；

(7)對分段分布的壓擴函數z求反函數，得到分段分布的解壓擴函數如下：

x′=sign(z′)-σ2ln(1-k1|z′|m+1m+1),|z′|≤cAsign(z′)-σ2ln{-k22|z′|2-b|z′|-k1(cA)m+1[1m+1-2-c2(c-1)]+1},|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；

(8)用分段分布的解壓擴函數x′對接收信號r_n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|m+1m+1),|rn|≤cAsign(rn)-σ2ln{-k22|rn|2-b|rn|-k1(cA)m+1[1m+1-2-c2(c-1)]+1},|rn|>cA]]>

(9)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；

(10)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，則峰平比抑制的誤碼率BER性能越好。

2.根據權利要求1所述的方法，其中步驟(9)所述的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。