[發明專利]一種使用加載在空子載波上的修正信號來減小O-OFDM信號峰均比的算法

有效

• 申請號: 201811248225.3
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109547378B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 楊少林;吳雅婷;張倩武;孫彥贊;王濤
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

本發明公開了一種使用加載在空子載波上的修正信號來減小O?OFDM信號峰均比的算法。本方法實現的步驟為：（1）首先確定O?OFDM信號的相關參數，包括總子載波數字N，數據子載波數和空子載波的位置，符號數S；（2）經過IFFT后得到總的時域波形，把總時域波形拆分為每個符號的時域波形，并找到每個符號時域波形的最高點和次高點的幅度M₁、M₂和相位P₁、P₂；（3）選擇合適波形，并根據P₁、P₂、M₁、M₂、N、選擇的空子載波序號k等數據來構造修正信號f(n)；（4）將符號波形和修正信號波形在合適的位置進行疊加，減小波形最高峰幅度；（5）將疊加后的多個符號波形重新組合還原O?OFDM時域波形，再進行傳輸。該方法在減小PAPR的同時，既不會造成信號失真，又不會增加額外的邊帶信息和計算復雜度，同時實現簡單。

技術領域

本發明提供了一種使用加載在空子載波上的修正信號來減小O-OFDM(光正交頻分復用) 信號峰均比的算法。為進一步降低O-OFDM信號峰均比提出了一種幾乎零成本的解決方案。

背景技術

隨著互聯網技術的飛速發展，語音、視頻和高清電視等多媒體業務不斷涌現，人們對網絡帶寬容量需求急劇增長。正交頻分復用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing, OFDM)在無線通信中是非常成熟的技術，應用于諸如IEEE802.11G、IEEE802.16等，是當前頻譜利用率最高的一種調制技術，它具有高數據傳輸率、高頻譜利用率和對于頻譜色散的高魯棒性等優點。基本原理就是在時域內將高速的數據信息流分成若干個并行的低速數據流進行同時傳輸，在頻域上將系統帶寬劃分為相互正交的子載波，每個子載波上采用獨立的調制格式進行傳輸，有效地提高頻譜利用率及系統傳輸容量。

但無線信道的頻譜資源十分有限，而光纖的信道頻譜極寬，因此將電OFDM信號轉化為光 OFDM信號并在光纖中傳輸的光正交頻分復用(Optical Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，O-OFDM)技術有效結合二者優點，是非常富有前景的一項技術。

而O-OFDM信號的一大缺點是其高峰均比(Peak-to-Average Power Ratio，PAPR)容易使系統中的高功率放大器進入非線性工作區域，產生大量的帶內和帶外失真，頻譜偏移和誤碼率(Bite Error Rate，BER)的惡化，導致整個系統的性能被大幅削弱。

大量的研究致力于降低O-OFDM信號的PAPR來提高系統效率，這些技術可大致分為以下三類：

1)信號預畸變類技術

2)多信號和概率類技術

3)編碼類技術

總的來看這些技術雖然都可以不同程度的降低PAPR，但是與此同時都存在一些我們不希望看到的缺點和代價。例如信號預畸變類技術會產生無法還原的信號失真，且隨著PAPR降低程度的增加，失真會越來越大，極大的惡化了系統性能；多信號和概率類技術(以SLM、PTS 技術為代表)不會引入信號失真，且PAPR降低程度也足夠，但是一方面會產生相應的額外邊帶信息導致傳輸效率的降低，另一方面大量的快速傅里葉變換也會大幅增加系統計算復雜度；編碼類技術會增加系統復雜度，同時實際的安裝復雜度較大。總結來看這些技術在降低PAPR 的同時，都會讓系統在其他方面付出代價，我們希望這樣的代價越小越好。

本發明提出一種使用加載在空子載波上的修正信號來減小O-OFDM峰均比的算法。既不產生無法復原的信號失真、額外的邊帶信息，又不會大幅度增加系統計算復雜度，同時整個算法可以在數字信號處理層面完成，無須任何額外的硬件設備支持。幾乎零成本降低了PAPR。

發明內容