[發明專利]光OFDM系統中一種聯合改進的低復雜度PTS峰均比抑制方案

在審

• 申請號: 201910258621.2
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN109889466A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 袁建國;辛雪琪;劉書涵;南蜀崇;李尚晉;趙富強
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.本發明涉及一種光正交頻分復用(Optical Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing,O-OFDM)系統的峰均比抑制方案，特別涉及一種聯合改進的低復雜度TS-PTS-Clipping(two-stage Partial Transmit Sequence-Clipping,TS-PTS-Clipping)峰均比抑制方案。該方案主要通過基于部分傳輸序列(Partial Transmit Sequence,PTS)技術和限幅(clipping)技術聯合改進來實現對高峰均比的抑制。在低復雜度方案中，O-OFDM信號并沒有馬上進行分割，而是首先將初始的輸入信號進行d級IFFT(Inverse FastFourier Transform,IFFT)運算，再進行子塊的劃分，然后對分塊后的信號進行剩下的n-d級IFFT運算，然后利用PTS算法搜索最佳匹配相位因子和PAPR最小的一路信號，再結合Clipping技術將信號限定在門限值范圍內，從而得到最優的峰均比抑制性能。

2.根據權利要求1所述方案，本發明包含以下步驟：

(1).首先將有N＝2ⁿ個子載波的O-OFDM信號表示為：

其中X＝{X_k}，(k＝0,1,…,N-1)代表輸入的符號序列，t代表離散時間變量。如果定義其中T_i是一個N×N的對稱矩陣代表IFFT運算的第i級，那么式(1)可以重寫為：

令S＝[S₀S₁…S_N-1]^T，S_k∈{1,2,…,M}來表示子塊分割后的序列，其中當X_m,k＝X_k時，S_k＝m。則第m個子塊索引序列I_m＝[I_m,0I_m,1…I_m,N-1]^T中的I_m,k可以表示為：

所以第m個子塊可以表示為：

其中是一個N×N的對角矩陣，對角線由子塊索引序列I_m構成。那么，最后得到的傳輸信號可以表示為：

(2).接下來不同于PTS-Clipping(Particle Swarm Optimization-Clipping，PTS-Clipping)算法和C-PTS(conventional PTS,C-PTS)算法，本方案所采用的TS-PTS-Clipping(two stage PTS-Clipping,TS-PTS-Clipping)算法對輸入的O-OFDM信號并沒有馬上進行分割處理，而是首先將初始的輸入信號進行d級IFFT變換，其中1≤d≤n-1，然后再進行子塊的劃分，其系統框圖如附圖6所示。

(3).TS-PTS-Clipping算法把傳統的n級IFFT運算分成兩次來進行，第一部分為IFFT運算的前d級，余下的n-d級為第二部分。在前d級IFFT運算中，輸入數據序列X_data通過IFFT運算形成第一部分中間信號序列接著將該中間信號序列分割成M個臨時子序列，再對這M個分組進行n-d級的IFFT運算。通過兩部分的IFFT運算后采用PTS算法，選取被轉換后的信號中PAPR(peak-to-average power ratio,PAPR)值最低的一路信號進行傳輸。

(4).經過第(3)步的操作，通過TS-PTS算法后，式(5)可以表示為：

(5).對經過PTS算法后的信號進行限幅處理，限幅后的信號可以表示為：

其中為PTS算法得到的峰值最小信號，A為限幅門限：

A＝10CR/20×σ (8)

其中CR為限幅率(clipping ratio),σ為信號平均功率，σ＝E{|x(t)|²}。