[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

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

正交頻分復用OFDM調制技術是一種多載波調制技術，因其具有頻譜利用率高和抗多徑衰落能力強等優點，因此在移動通信系統中得到了廣泛的應用。但是，OFDM的主要缺點是高峰平比PAPR，當使用非線性功率放大器時會引起嚴重的性能惡化。為了保證信號的線性放大，高峰平比PAPR要求功率放大器有較大的輸入回退，這就大大降低了放大器的效率。此外，因為高峰平比PAPR信號的動態范圍很大，所以要求高分辨率的量化器以減小量化誤差，這就要求有更多的比特，并會增加接收機前端的復雜度和功率負荷。

為了降低OFDM信號的峰平比PAPR，目前業界提出了許多解決方法，如：μ律壓擴、指數壓擴和梯形壓擴等。Xianbin?Wang在“Reduction?of?Peak-to-Average?Power?Ratio?of?OFDM?System?Using?A?Companding?Technique”中提出了μ律壓擴方法，該方法雖然可以降低OFDM信號的峰平比PAPR，但卻以增加信號平均功率為代價。因此，μ律壓擴方法會使壓擴后信號的功率達到功率放大器的飽和區，從而使功率放大信號產生非線性畸變；為此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，該方法會使小幅度信號和大幅度信號的分布增大，從而導致峰平比PAPR和誤碼率BER性能下降；Jun?Hou在“Trapezoidal?companding?scheme?for?peak-to-average?power?ratio?reduction?of?OFDM?signals”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，但是在滿足一定的誤碼率BER性能要求下，該方法的峰平比PAPR性能改善非常有限。

發明內容

本發明的目的在于針對上述已有方法的不足，提出了一種基于分段分布優化的無線OFDM信號峰平比抑制方法，以保證信號壓擴前后的平均功率恒定性，并有效抑制OFDM信號的峰平比PAPR，且具有較好的誤碼率BER性能。

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為冪函數，而使大信號幅度的概率密度函數為負斜率的線性函數，其技術方案包括如下步驟：

(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)構建分段分布的壓擴函數z：