[發明專利]基于兩階段索引調制的OFDM峰均功率比降低方法和系統

有效

• 申請號: 201910613902.5
• 申請日: 2019-07-09
• 公開（公告）號: CN110445737B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 陳振興;張煜蓉;張惠捷;王勇;王家豪
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 鄒桂敏

本發明公開了一種基于兩階段索引調制的OFDM峰均功率比降低方法和系統。在第一階段索引調制中，每個OFDM信號子幀根據索引比特信息將部分子載波激活用于傳輸數據，在第二階段索引調制中，根據更多的索引比特信息從第一階段未激活的子載波中再次選擇部分子載波進行激活和傳輸數據，第二階段索引調制的主要目的是降低兩階段索引調制OFDM系統的峰均功率比和改善頻譜效率，同時一種簡單的用于降低峰均功率比的搜索算法被采用。接收端采用最大似然檢測，其將綜合考慮索引樣式和映射信號進行檢測和比特信息的恢復。所提出的方法和系統能有效的降低兩階段索引調制OFDM的峰均功率比性能，且系統的頻譜效率、功率效率和誤比特率性能都有所改善。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，具體涉及一種基于兩階段索引調制的正交頻分復用(OFDM)峰均功率比(PAPR)降低方法和系統。

背景技術

在無線通信領域，由于具有高頻譜利用率、有效抗多徑和抗頻率選擇性衰落的優點，基于索引調制的OFDM技術正在被廣泛的研究和應用，甚至對于第五代(5G)移動通信也是一個有利的技術候選。索引調制OFDM技術能有效的提高系統頻帶利用率和發送端信號的功率效率，由于一個基于索引調制的OFDM信號只有部分子載波被激活用于傳輸信息，其它子載波為0，而更多的發送比特信息隱含在索引信息中，也就是利用發送的比特信息決定子載波的激活樣式。為了進一步提高系統的頻譜效率，雙模索引調制OFDM技術被提出，其采用兩種星座圖用于映射數據，通過索引信息選出來的激活子載波用星座圖A來實現映射過程，而其余的子載波用星座圖B來實現映射過程，這里的兩種星座圖中的信號點是互不相交的。

然而，基于索引調制的OFDM系統繼承了傳統OFDM系統PAPR過高的缺點，高PAPR要求系統發送端的功率放大器要具有很大的線性范圍，以避免發送的OFDM信號超過最大的線性范圍而導致的信號失真，而增加功率放大器的線性范圍成本過高。一些常用的OFDM系統PAPR降低方法包括削波技術、選擇映射、部分傳輸序列和虛擬序列插入技術等。一種適用于基于索引調制OFDM系統的PAPR降低方法有待開發。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，降低索引調制OFDM系統的PAPR、提高傳統索引調制OFDM系統的頻帶利用率、改善雙模索引調制OFDM系統的功率效率和提高索引調制OFDM系統的誤比特率性能，提供了一種基于兩階段索引調制的OFDM及其PAPR降低方法和系統。

根據本發明解決的技術問題的一個方面，一種基于兩階段索引調制的OFDM峰均功率比降低方法，包括如下步驟：

(1)串并轉換和比特分組：將待發送的二進制序列經過串并轉換，把串行的比特數據流轉換成并行數據流，其中每p比特為一組輸入到一幀OFDM信號的一個子幀，這里一幀包含N個子載波的OFDM信號被分為G＝N/n個子幀，G_g＝[X_g,1X_g,2…X_g,n]表示第g個子幀，1≤g≤G，n為每個子幀包含的子載波個數，X表示一幀OFDM信號中的子載波。

(2)第一階段索引調制：將步驟(1)中每組p比特中的前p₁個比特輸入第一階段索引選擇器，選擇OFDM信號的每個子幀中激活的子載波，即p₁個比特決定G_g中子載波的激活樣式，再將步驟(1)中每組p比特中的p₂個比特輸入映射器A進行映射。

(3)第二階段索引調制：將步驟(1)中每組p比特中的p₃個比特輸入第二階段索引選擇器，從步驟(2)的G_g中未激活的子載波中再次選擇子載波進行激活，再將步驟(1)中每組p比特中的p₄個比特輸入映射器B進行映射。

(4)頻域OFDM信號生成，根據步驟(2)及(3)中的子載波激活樣式，將步驟(1)每組p比特中的p₂+p₄個比特通過映射器A和映射器B映射到相應的激活子載波上。