[發明專利]一種OFDM系統中多信號表示的峰值抑制方法

有效

• 申請號: 201310182158.0
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN103248600A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 彭蘭;但黎琳;呂啟福;張云嬌;邵晉梁;李少謙
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德;王睿

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（Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，OFDM）系統中的基帶信號峰值抑制技術，特別涉及OFDM系統中無失真的多信號表示（Multiple?signal?presentation，MSR）的基帶信號峰值抑制技術。

背景技術

與單載波系統相比，OFDM通信系統的發射信號是多個子信道上的載波信號疊加，生成的基帶信號的幅度將在一個很大的范圍波動，具有不穩定性。一般用峰值平均功率比（Peak-to-Average?Power?Ratio，PAPR）來衡量OFDM信號的峰值波動特性。從現有研究來看，解決多載波峰值波動問題的途徑有兩個：一是通過線性技術增大放大器的線性范圍，提高放大器的效率，但這并不能從根本上解決多載波信號峰值問題，對系統信號的參數變化也非常敏感；二是對多載波基帶信號進行峰值抑制處理。

基帶信號峰值抑制技術可以分為預失真和無失真兩大類。無失真技術在不引入信號失真或者額外噪聲的前提下，采用線性變換的方法，對傳統的OFDM信號進行重構，避免處理后的信號出現較大的峰值。無失真方法信號傳輸性能損失較小，信道環境適應性強。

無失真的基帶信號峰值抑制技術大致包括編碼（Coding）、預留子載波（Tone?Reservation，TR）和多信號表示（Multiple?signal?presentation，MSR）等方法。其中MSR的基本思想是：發送端通過信號映射生成表示同一組子載波信息的多個備選信號，并根據低峰均比準則從中搜索最優信號用于發送。這類方法不會改變信號的發射功率，也沒有頻譜效率損失，因而受到廣泛的關注。

根據備選信號的映射生成方式的不同，MSR具有多種多樣的實現形式。其中，基于相位旋轉的方式以其實現的便捷性而得到廣泛研究。現有的OFDM系統中多信號表示的選擇映射（Selective?Mapping，SLM）峰值抑制方法，使用了U個預設的相位序列，分別與OFDM頻域信號相乘，然后通過IFFT，生成U個時域備選信號。最后通過PAPR計算，選取PAPR最小的備選信號作為發射信號。對于SLM方法而言，每個備選信號的生成都需要一個額外的IFFT，復雜度較高。

發明內容

本發明提出一種OFDM系統中多信號表示的峰值抑制方法，能夠實現對OFDM系統中的基帶信號峰值抑制的基礎上降低峰值抑制過程中的計算復雜度。

本發明的基本思路是：首先采用U個預設的相位序列與OFDM頻域信號分別相乘，經過頻譜混疊后通過點IFFT（快速傅里葉逆變換），生成U個倍欠采樣的時域備選信號；然后計算U個時域備選信號的立方量度（Cubic?Metric，CM）值，在U個時域備選信號中選取C?M值較小M個的時域備選信號所對應的相位序列；再將選出的M個相位序列與OFDM頻域信號相乘，通過JN點的IFFT，生成M個時域備選信號；最后通過CM值計算，選取CM值最小的備選信號作為發射信號。本發明與現有的OFDM系統中多信號表示的SLM峰值抑制方法比較，核心區別在于備選信號的選擇方式不同：現有的OFDM系統中多信號表示的SLM峰值抑制方法，在生成U個時域備選信號后是通過PAPR計算，選取PAPR最小的備選信號作為發射信號；而本發明是通過CM值計算，在備選信號中選擇CM值最小的備選信號作為發射信號。

本發明技術方案如下：

一種OFDM系統中多信號表示的峰值抑制方法，如圖1所示，包括以下步驟：

步驟1：預設U組相位序列u=1,…,U，將其分別與OFDM頻域信號X=[X₀,…,X_N-1]^H相乘，得到信號X^u。即：

X^u=diag(Φ^u)X，u=1,…,U?????????????（1）

其中N為OFDM系統中子載波數量，