[發明專利]一種用于降低OFDM系統發射信號峰均比的方法及系統

有效

• 申請號: 201510710472.0
• 申請日: 2015-10-28
• 公開（公告）號: CN105306403A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 李波;王明;王培;韓磊;王萌淮
• 申請（專利權）人: 西安郵電大學
• 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

本發明屬于通信技術領域，具體的說，是一種用于降低OFDM系統發射信號峰均比的方法及系統。

背景技術

無線通信系統中無線基站的發射機利用功率放大器來發射信號，目的是補償因傳播距離過長而帶來的信號衰減。功率放大器具有一定的線性區域，功率放大器的成本取決于其線性區域的大小。具有高峰均比的信號會降低功率放大器的效率并且增加功率損耗，這對功率放大器的線性度提出了很高的要求。為了保證功率放大器工作在線性區域，并提高其效率，這就要求進入功率放大器的信號峰均比必須在一定范圍以內。在無線通信系統中，常使用削波技術來降低進入功率放大器的信號峰均比，但不幸的是削波技術的引入，可能會帶來一定程度的信號失真，以及帶外頻譜擴展或者鄰道干擾等問題。OFDM系統峰均比平均功率比較高，對非線性效應很敏感，這就要求發射機的一些部件，例如高功率放大器、A/D和D/A轉換器等具有很大的線性動態范圍，使得實現成本增加。同時，這些部件的非線性也會對動態范圍較大的信號產生非線性失真，造成子信道干擾、信號幅度及相位的畸變，從而影響OFDM系統的性能。因此，如何降低OFDM系統的峰均比是理論轉化為實踐的關鍵。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于降低OFDM系統發射信號峰均比的方法及系統，旨在解決現有的無線通信系統中存在的信號容易失真，造成子信道干擾、信號幅度及相位的畸變，從而影響OFDM系統性能的問題。

本發明是這樣實現的，一種用于降低OFDM系統發射信號峰均比的方法，所述用于降低OFDM系統發射信號峰均比的方法包括：

實現組合時序邏輯；

實現數模轉換，處理前端數據速率高的信號。

進一步，所述實現組合時序邏輯包括：

對輸入信號變換和處理逆傅立葉信號；

對串轉并信號首先進行星座映射處理，再把串行轉換為并行信號；

對預編碼單元輸出信號處理；

對信號幅值估算；

對并串轉換的信號先加循環前綴處理，在把并行信號轉換為串行信號。

進一步，所述快速傅立葉逆變換模塊包括：

蝶運算單元，用于通過系數的對稱性、周期性和可約性化簡，只要求出4個N/4點的DFT，即X₁(K)、X₂(K)、X₃(K)和X₄(K)，就可以求出全部的X_(K)值，運算量大大減少；

濾波器，與所述蝶運算單元連接，用于濾除經過變換的帶外頻率和系統內外產生的噪聲；

旋轉因子單元，與所述蝶運算單元連接，用于存儲蝶形運算中所需的復數常數，該常數位于復數平面的單位圓上；

乒乓緩存結構，與所述濾波器連接，用于解決突發接收高速率數據和低處理速率之間的矛盾，實現數據實時處理；

進一步，所述信號幅值估算包括：

獲取信號各采樣點數據；

計算各采樣點信號的信號幅值。

進一步，所述對并串轉換輸出信號再次處理包括：

通過查表法判斷每一種調制載波的門限值；

根據門限值計算每一種載波的增益系數。

進一步，所述對輸入信號變換和處理逆傅立葉信號包括：

實現信號的星型圖映射、多相位調制；

對輸入的信號進行降低速率；

信號的延時預判；

對輸入信號進行提高速率。

所述發射信號峰均比系統包括：

FPGA模塊，通過編寫預編碼法和壓擴法程序，對信號進行處理，實現降低OFDM信號峰均比的功能；

數模轉換器，與所述FPGA模塊連接，用于實現數模轉換，處理前端數據速率高的信號；

電源模塊，與所述FPGA模塊和數模轉換器連接，用于提供直流工作電壓。

進一步，所述FPGA模塊包括：

串并轉換單元，用于對輸入信號變換和處理逆傅立葉信號；

預編碼單元，與所述串并轉換單元連接，用于對串轉并信號進行預處理；

快速傅立葉逆變換單元，與所述預編碼單元和串并轉換單元連接，用于對預編碼單元輸出信號處理；

信號幅值估計單元，與所述預編碼單元連接，用于對信號幅值估算；

壓擴單元，與所述串并轉換單元和信號幅值估計單元連接，用于對并串轉換輸出信號再次處理；

進一步，所述快速傅立葉逆變換單元包括：