[發(fā)明專利]基于限幅噪聲和子載波干擾消除的PTS?OFDM方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510543459.0
• 申請日: 2015-08-31
• 公開（公告）號: CN105049396B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬千里;朱媛媛;肖悅;李少謙
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務(wù)所(普通合伙)51232
• 代理人: 葛啟函

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信抗干擾技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技術(shù)、限幅技術(shù)(clipping)、部分傳輸序列技術(shù)(Partial Transmit Sequence,PTS)、相移鍵控(Phase Shifting Keying，PSK)調(diào)制技術(shù)及其相關(guān)的OFDM技術(shù)。

背景技術(shù)

OFDM是一種多載波調(diào)制傳輸技術(shù)，其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制在每個子信道上進行傳輸。由于其具有較高的頻帶利用率和良好的抗多徑衰落能力，使得它成為現(xiàn)代無線通信的核心技術(shù)之一，通過圍繞它進行多方面的研究可以達到方便、易用、綠色的通信效果。

但是OFDM技術(shù)的缺點也非常明顯：(1)容易受到頻率偏差的影響，(2)受到高峰均功率比(PAPR)的影響。這兩個因素會嚴重影響OFDM的性能。降低PAPR的方法主要有限幅類和概率類。這兩類峰均比抑制技術(shù)對PAPR的降低效果都有所不同且各有自己的優(yōu)缺點。如果僅使用一種算法并不能夠達到想要的降低效果，或者為了達到理想的效果，在某一方面的性能上會付出巨大的代價，那么就可以利用多種方法的聯(lián)合來處理。故提出一種聯(lián)合降低峰均比的技術(shù)：PTS+Clipping聯(lián)合算法。因為限幅技術(shù)是非線性操作，會引入大量的帶內(nèi)噪聲和帶外干擾，使系統(tǒng)的BER性能顯著下降。最小限幅功率損失法(MCPLS,Minimum Clipping Power Loss Scheme)，是基于信號被限幅的部分和限幅噪聲功率的關(guān)系所提出的技術(shù)，其能夠有效地減小限幅方法的噪聲干擾。

另一方面，OFDM系統(tǒng)容易受到頻率偏移(CFO)的影響，進而引入ICI，破壞子載波的正交性，也會使系統(tǒng)的誤碼率升高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，在有CFO的系統(tǒng)中，將限幅噪聲與頻率偏移綜合考慮，在PTS中找出一個最優(yōu)相位。。

基于限幅噪聲和子載波干擾消除的PTS-OFDM方法，包括如下步驟：

S1、在發(fā)射端應(yīng)用PTS技術(shù)對OFDM信號進行處理，得到時域信號x；

S2、對S1所述x進行Clipping操作，即其中，限幅噪聲為x[n]為限幅前的時域信號，為限幅后的信號，A為限幅限值，φ_n表示第n個信號的相位，n＝1,...,N；

S3、將時域的限幅后的信號進過FFT變化到頻域，并考慮CFO對系統(tǒng)的影響，存在CFO情況下的第k個子載波上的接收信號為其中S₀為CFO對當前第k個子載波上數(shù)據(jù)的的影響因子，I[k]為其他子載波對當前第k個子載波上數(shù)據(jù)的碼間串擾，w[k]為第k個子載波上經(jīng)歷的高斯白噪聲，S_l-k是第l個子載波上的數(shù)據(jù)對第k個子載波數(shù)據(jù)的CFO影響因子，X[l]是第l個子載波上攜帶的數(shù)據(jù)。其中，k＝0,.....,N-1，ε為頻率偏移系數(shù)，公式為CFO影響因子的表達式，m應(yīng)該改成k，是表示頻域第k個子載波；

S4、載波間干擾ICI定義為：則最大干擾載波比PICR定義為

S5、令參量P＝Clipping-noise+PICR，則從PTS的所有相位中選擇出對應(yīng)的相位進行傳輸。

進一步地，S1所述對OFDM信號處理具體過程如下：

S11、將長度為N的數(shù)據(jù)符號劃分為M個互補重疊的數(shù)據(jù)子塊X_k，所述數(shù)據(jù)子塊X_k連續(xù)分別且具有相同的長度，其中，k＝1,2,3,...,M；

S12、令每個數(shù)據(jù)子塊X_k乘以一個復(fù)相位因子b_k，即X_k·b_k，對所有乘以復(fù)相位因子的數(shù)據(jù)子塊進行相加，即其中，φ_k∈[0,2π)；

S13、對S12所述進行IFFT操作，得到

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明通過綜合考慮限幅噪聲與CFO引進的ICI，從PTS中選擇一個最優(yōu)相位，使系統(tǒng)的BER性能得到顯著的提高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提出的基于限幅噪聲和子載波干擾消除的PTS-OFDM技術(shù)系統(tǒng)框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例和附圖，詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1所示，