[發(fā)明專利]降低OFDM系統(tǒng)峰均比的方法和裝置、信號(hào)發(fā)送端與接收端

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011342929.4
• 申請(qǐng)日: 2020-11-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112637098B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙東艷;李德建;胡毅;王于波;劉繼超;李錚;張玉冰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京智芯微電子科技有限公司;國(guó)網(wǎng)信息通信產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): H04L27/26
• 分類號(hào): H04L27/26
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

本發(fā)明提供一種用于降低OFDM系統(tǒng)峰均比的方法和裝置、信號(hào)發(fā)送端與接收端，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括：將頻域信號(hào)進(jìn)行分組，對(duì)分組后的每組信號(hào)進(jìn)行相位旋轉(zhuǎn)以獲得組頻域信號(hào)，或者對(duì)頻域信號(hào)進(jìn)行相位旋轉(zhuǎn)，對(duì)相位旋轉(zhuǎn)后的信號(hào)進(jìn)行分組以獲得組頻域信號(hào)；對(duì)組頻域信號(hào)進(jìn)行變換以獲得組時(shí)域信號(hào)；遍歷加權(quán)系數(shù)集合中的加權(quán)因子組以確定每個(gè)加權(quán)因子組對(duì)應(yīng)的組時(shí)域信號(hào)的峰均比；根據(jù)每個(gè)加權(quán)因子組對(duì)應(yīng)的組時(shí)域信號(hào)的峰均比選定最優(yōu)加權(quán)因子組；并根據(jù)最優(yōu)加權(quán)因子組對(duì)組時(shí)域信號(hào)進(jìn)行合并以得到待發(fā)送信號(hào)，其中，加權(quán)系數(shù)集合中的加權(quán)因子為實(shí)數(shù)。上述方案的加權(quán)因子為實(shí)數(shù)，通過(guò)比特翻轉(zhuǎn)疊加實(shí)現(xiàn)加權(quán)過(guò)程，搜索加權(quán)因子空間小且易于實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種用于降低OFDM系統(tǒng)峰均比的方法和裝置、信號(hào)發(fā)送端與接收端。

背景技術(shù)

IEEE 802.15.4g智能公用網(wǎng)絡(luò)(SUN，Smart Utility Networks)適用于低功耗、低成本和遠(yuǎn)距離傳輸應(yīng)用，支持多頻率多區(qū)域正交頻分復(fù)用物理層方案。正交頻分復(fù)用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplex)技術(shù)通過(guò)串并變換將高速數(shù)據(jù)流分配到多個(gè)速率較低的正交子載波信道上并進(jìn)行傳輸。OFDM具有較高的頻譜效率，能夠提供高效傳輸。OFDM信號(hào)為多個(gè)正交子載波信號(hào)的疊加，因此當(dāng)同相子載波以峰值相加時(shí)將導(dǎo)致OFDM信號(hào)產(chǎn)生最大峰值，從而帶來(lái)較高的峰值平均功率比(PAPR，Peak to AveragePower Ratio)，導(dǎo)致OFDM系統(tǒng)的性能下降。

改進(jìn)OFDM峰均比的方法可以分為三類：預(yù)畸變技術(shù)、編碼類技術(shù)和概率類技術(shù)。預(yù)畸變技術(shù)對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行限幅等預(yù)處理，易于實(shí)現(xiàn)，但缺陷在于會(huì)引起信號(hào)非線性，影響系統(tǒng)誤碼率性能。編碼類技術(shù)引入冗余編碼，選擇峰均比較小的信號(hào)傳輸，不會(huì)引起信號(hào)失真，但搜索最佳碼組復(fù)雜度高，實(shí)現(xiàn)較為困難。概率類方法通過(guò)對(duì)發(fā)送信號(hào)數(shù)據(jù)加擾降低信號(hào)的自相關(guān)性，從而使出現(xiàn)高峰均比的概率下降，該處理過(guò)程不會(huì)引起信號(hào)失真，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度較低。

為降低擴(kuò)頻OFDM系統(tǒng)PAPR，現(xiàn)有技術(shù)常常采用相位碼加擾的方式改變信號(hào)特征，IEEE 802.15.4g MR-OFDM物理層采用頻域擴(kuò)頻技術(shù)，如采用具有良好相關(guān)特性的CAZAC(Const Amplitude Zero Auto-Corelation，恒包絡(luò)零自相關(guān))序列、特定形式的紐曼相位旋轉(zhuǎn)因子等作為頻域擴(kuò)頻碼。這些序列均為復(fù)數(shù)序列，擴(kuò)頻過(guò)程具有一定的計(jì)算復(fù)雜度。此外，如采用多個(gè)循環(huán)移位或多個(gè)相位序列，還需要將發(fā)端所選擇的相位序列作為輔助信息傳輸?shù)浇邮斩耍黾娱_(kāi)銷。如果采用選擇映射方式，需要逐符號(hào)對(duì)預(yù)先設(shè)定的多種相位碼逐一進(jìn)行加擾、IFFT變換后，選取其中PAPR最小的序列作為時(shí)域信號(hào)，發(fā)送端操作復(fù)雜度高。接收端需要獲得發(fā)送端傳遞的最佳序列信息，從而進(jìn)行解擴(kuò)。

MR-OFDM頻域擴(kuò)頻倍數(shù)最高為4倍，對(duì)頻域上重復(fù)的信息進(jìn)行相位旋轉(zhuǎn)，相位旋轉(zhuǎn)因子與擴(kuò)頻系數(shù)有關(guān)，為特定相位復(fù)數(shù)。擴(kuò)頻OFDM技術(shù)將調(diào)制符號(hào)在不同載波上重復(fù)進(jìn)行擴(kuò)頻，提高信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴Ｈ绻苯邮褂弥貜?fù)序列作為擴(kuò)頻后數(shù)據(jù)，傳輸信號(hào)的峰均比較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種用于降低OFDM系統(tǒng)峰均比的方法和裝置、信號(hào)發(fā)送端與接收端，用以解決上述技術(shù)問(wèn)題或者至少部分地解決上述技術(shù)問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于降低OFDM系統(tǒng)峰均比的方法，所述方法包括：將頻域信號(hào)進(jìn)行分組，對(duì)分組后的每組信號(hào)進(jìn)行相位旋轉(zhuǎn)以獲得組頻域信號(hào)，或者對(duì)所述頻域信號(hào)進(jìn)行相位旋轉(zhuǎn)，對(duì)所述相位旋轉(zhuǎn)后的信號(hào)進(jìn)行分組以獲得所述組頻域信號(hào)；對(duì)所述組頻域信號(hào)進(jìn)行變換以獲得組時(shí)域信號(hào)；遍歷加權(quán)系數(shù)集合中的加權(quán)因子組以確定每個(gè)加權(quán)因子組對(duì)應(yīng)的組時(shí)域信號(hào)的峰均比；根據(jù)所述每個(gè)加權(quán)因子組對(duì)應(yīng)的組時(shí)域信號(hào)的峰均比選定最優(yōu)加權(quán)因子組；以及根據(jù)所述最優(yōu)加權(quán)因子組對(duì)所述組時(shí)域信號(hào)進(jìn)行合并以得到待發(fā)送信號(hào)，其中，所述加權(quán)系數(shù)集合中的加權(quán)因子為實(shí)數(shù)。

可選的，所述加權(quán)因子為1和/或-1。