[發明專利]基于限幅噪聲比預留子載波的寬帶OFDM信號峰均比抑制方法

在審

• 申請號: 201410849630.6
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104618290A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 王勇;劉芳;宮豐奎;葛建華
• 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: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，尤其涉及一種基于限幅噪聲比預留子載波的寬帶正交頻分復用OFDM信號峰均比抑制方法。

背景技術

由于正交頻分復用OFDM符號的各個子載波相互正交，當子載波個數較多時，可用快速傅里葉逆變換和變換(IFFT/FFT)來實現各個子信道的正交調制和解調。與單載波調制技術相比，OFDM調制抗頻率選擇性信道衰落能力強；此外，由于OFDM符號利用循環前綴結構作為符號間保護間隔，因此可以顯著減小符號間干擾。由于這些優點，OFDM技術已被廣泛應用于各類寬帶無線通信系統。但是，OFDM調制的主要缺點是其傳輸信號具有高的峰均比PAPR特性。當信號峰均比過高時，要求發射機功率放大器具有更大的線性動態范圍，但是，強線性功率放大器造價昂貴，難以滿足實際應用需求。如果功率放大器的線性度較差，OFDM信號子載波間的正交性會遭到破壞，產生載波間ICI干擾，最終導致OFDM系統傳輸性能惡化。

為了降低OFDM信號峰均比，學術界與工業界已提出了眾多解決方法，例如預留子載波TR算法。現有預留子載波TR算法的主要思路是：發送端首先保留少量不承載數據的子載波作為預留子載波，然后利用這些預留子載波產生用于抑制峰均比的消峰信號，代入不同的頻域信息選擇最佳的時域消峰信號，再將其疊加至原始時域信號，使得組合的時域信號的峰均比值最小。而在接收端，通過濾除消峰信號來恢復出原始的有用信號。由于時域消峰信號在OFDM發送端易于產生，在接收端也易于直接濾除消峰信號，且收發機之間不需要傳送額外的邊帶信息，因此，預留子載波TR算法受到了廣泛的關注。Tellado?Mourelo?J在論文“Peak?to?average?power?reduction?for?multicarrier?modulation”中首次提出了基于限幅噪聲比的預留子載波算法，其基本原理是：通過對時域限幅噪聲信號范數的平方求關于頻域消峰信號的梯度，再令其梯度為零以得到時域消峰信號；隨后，時域消峰信號乘以步長參數，再加上原始OFDM時域信號，得到新的時域OFDM發送信號。但是，目前大多數預留子載波方法中的步長參數是一個固定值，并不能依據實際信號情況，自適應地調整信號的峰均比PAPR、誤碼率BER、以及帶外功率譜性能；其次，現有預留子載波方法在迭代處理過程中僅取時域消峰信號的一個采樣點參與運算，因而導致其優化迭代次數多且收斂速度較慢，不適宜于具有高數據吞吐量的現代無線通信系統；此外，預留子載波方法的目標是找到合適的時域消峰信號，使最終輸出的OFDM信號有最小的峰均比值，但是，在確定合適的時域消峰信號過程中往往涉及凸函數的優化問題，導致優化運算復雜度極高，造成其在實際通信系統中的應用成本難以承受。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于限幅噪聲比預留子載波的寬帶OFDM信號峰均比抑制方法，旨在解決現有預留子載波方法峰均比抑制綜合性能低下的問題。

本發明是這樣實現的，一種基于限幅噪聲比預留子載波的寬帶OFDM信號峰均比抑制方法，該基于限幅噪聲比預留子載波的寬帶OFDM信號峰均比抑制方法包括：利用最小平方估計預留子載波算法得到放大系數變量，用以代替限幅噪聲比預留子載波算法的放大倍數常量，實時自適應調整每次迭代過程中的放大倍數，在迭代過程中，能夠自適應改變放大倍數值；

具體包括以下步驟：

步驟一，將OFDM調制信號經過采樣得到原始OFDM信號；

步驟二，設置迭代參數初始值；

步驟四，搜索幅值大于限幅門限的采樣點，找到最大幅值的位置；

步驟五，用最小平方估計處理求出放大倍數；

步驟六，更新OFDM時域信號以得到傳輸信號，并計算傳輸信號的峰均比；

步驟七，根據迭代參數判斷迭代是否結束，結束，即獲得滿足系統峰均比PAPR要求的傳輸信號，否則繼續迭代。

進一步，該基于限幅噪聲比預留子載波的寬帶OFDM信號峰均比抑制方法具體步驟如下：

步驟一，對輸入信號進行正交幅度調制和串并變換后，隨機選擇L個預留子載波的位置，對L個預留子載波的位置分配0和其他N-L個數據子載波的位置分配正交幅度調制得到的頻域有效數據信息，得到N點頻域信號其中，N表示OFDM調制包含的子載波個數，L表示OFDM調制包含的預留子載波個數，r＝0,1,…,N-1；