专利名称：基于选择性序列降低ofdm/oqam系统的峰均功率比的方法
技术领域：
本发明属于基于偏移正交幅度调制的正交频分复用(0FDM/0QAM)系统的无线和有线通信技术领域，具体涉及采用选择性序列降低0FDM/0QAM系统的峰均功率比的方法。
背景技术：
基于偏移正交幅度调制的正交频分复用(0FDM/0QAM)技术是一种有前途的多载波调制技术，因为它具有高频谱分辨率和大容量数据传输率等优势，获得了广泛关注。与传统OFDM系统比较，0FDM/0QAM系统的部分技术优势可总结如下1)当用户不同步时，可以很好地执行子载波的分配；2)通过设计符合(近似)完美重塑条件的原型滤波器脉冲，在不需要循环前缀的前提下，仍然可以得到更小的码间干扰和信道间干扰；3)通过与OQAM调制的滤波器组结合，可以得到最大化的数据传输速率；4)可以完成高性能的频谱感知；5)通过原形滤波器的设计可以使频谱的旁瓣更低，使得系统可以相邻频段之间的干扰更低；6) 频谱感知和数据传输可以同步进行。因此，对于LTE-advanced和IMT-advanced等来说， 0FDM/0QAM作为一个好的候选方案被提出来。例如，对于动态频谱接入和认知无线电，OFDM/ OQAM已经被选为物理层很有前途的技术，其中频谱感知和数据传输可以同时进行，也就是说，同样的滤波器组不仅可以用于频谱感知也可以用于数据传输，这保证了系统的兼容性性能。这对于高效的机会通信系统是一个关键设施。但是，在0FDM/0QAM系统中，一些有挑战性的问题仍然没有解决。其中最关键的问题之一就是它的高功率放大器(HPA)的设计，因为0FDM/0QAM信号的峰均功率比(PAPR)太大。通常情况下，HPA工作在饱和区域或者接近饱和区域其输出功率效率最大。因此，由于输入信号的高PAPR，无记忆非线性失真将被引入到通信信道，导致带外频谱再生。因此，在 0FDM/0QAM无线通信系统中，降低信号的高PAPR非常重要。人们已经提出很多技术来降低传统OFDM系统的PAPR。例如编码技术，多音预留， 压扩技术等。但是，所有降低OFDM信号的PAPR的方法都不能直接应用于0FDM/0QAM系统中。因为，在传统OFDM系统中，每个OFDM符号在时域上是独立的，相邻OFDM符号之间不存在交叠。因此，一个OFDM符号的PAPR的降低不会影响之前或之后符号的PAPR的降低。但是，在0FDM/0QAM系统中，时域符号存在交叠。因此，我们独立地降低每个0FDM/0QAM符号的PAPR会对其他符号造成影响，从而导致最终的PAPR降低的效果不好。
发明内容
针对0FDM/0QAM系统中信号峰均功率比较高，而现有控制和降低OFDM信号峰均功率比的方法却不能直接应用于0FDM/0QAM系统中，本发明提出了基于选择性序列降低 0FDM/0QAM系统的峰均功率比的方法，该方法在降低0FDM/0QAM系统的峰均功率比的同时， 能保证系统的功率谱密度和误码率性能不受影响，并提高HPA的工作效率，节省功耗。本发明提供的一种基于选择性序列降低0FDM/0QAM系统的峰均功率比的方法，设一个0FDM/0QAM系统的信源数据包包含M个数据块，每个数据块包含N个q进制符号；其中，q = 21，1，M和N均为正整数，其特征在于，该方法包括下述步骤(1)输入的数据流经过编码、交织、调制后得到一个信源数据包X = [X0, X1,...， Xm-J，其中Xm是X中的第m个数据块，表示为Xm = [Xm(0)，Xm (1)，...，Xm(N-I) ]τ，其中Xm(η) 表示第m个数据块的第η个数据符号，并且Xm (n) = affl (η) +Jbffl (η)，η = 0，1，. . .，N_1，其中 affl(n)和bm(n)分别是Xm(η)的实部和虚部，j为虚部符号，T表示矩阵的转置；(2)对输入数据符号进行N倍上采样，Xm中的第η个数据符号得到的上采样后的信号KXO记为KXO = X 冲-W)，其中T为一个数据符号持续时间，t为时间变量，t > 0，
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冲击函数科0=。.，然后将得到的信号通过原型滤波器h(t)，并且将的虚部延 [U, e/sexm (t)
时f，则I中的第η个数据符号通过滤波器后并调制到载波上的符号信号‘⑺表示为
权利要求
1. 一种基于选择性序列降低OFDM/OQAM系统的峰均功率比的方法，设一个OFDM/OQAM 系统的信源数据包包含M个数据块，每个数据块包含N个q进制符号；其中，q = 21，1，M和 N均为正整数，其特征在于，该方法包括下述步骤(1)输入的数据流经过编码、交织、调制后得到一个信源数据包X= [Xci, X1, ...，Xm-J， 其中Xm是X中的第m个数据块，表示为Xm=队⑶义⑴，…义⑴-⑴^其中父^!!)表示第m个数据块的第η个数据符号，并且Xm (n) = affl (η) +Jbffl (η)，η = O，1，. . .，N_1，其中am (η) 和bm(n)分别是Xm(η)的实部和虚部，j为虚部符号，T表示矩阵的转置；(2)对输入数据符号进行N倍上采样，Xm中的第η个数据符号得到的上采样后的信号 <⑴记为= 冲-《O，其中T为一个数据符号持续时间，t为时间变量，t > 0，冲il, t = Q击函数科0= ’ ，然后将得到的信号通过原型滤波器h(t)，并且将的虚部延时 [U, elsexm (t)I，则Xm中的第η个数据符号通过滤波器后并调制到载波上的符号信号‘⑺表示为「τ ] ； (— +-)< (0 = (n)h(t -mT) + jbm (n)h(t ---ηιΤ)γ τ 2^ . M2^tt) . ( 2π ^ TΛ . ( .2π ^ ΤΛ 其中e τ 2 =Sin (— + -) +JCOS (—^ + γ) l·(3)采用选择性序列降低峰均功率比(3. 1)产生U个相位旋转序列，其中每个相位旋转因子选自预设集合{1，_1}，记U个相位旋转序列为 Paif—Iu = 0，1，...，U-1，其中 if e{l,-l},n = 0，1，...，N_1，记=[< ，巧，a，...，C—”表示作用于第m个数据块的相位旋转序列，且令Pm,u = Pu ； (3. 2)初始化m = 0，对第m个数据块分别乘以U个相位旋转序列得到U个候选信号N-I‘ω=Σ<(#0>=οΛ...，"-ιM=O并计算这U个候选信号的Wi3A"max Γ| 0 (012] ΡΑΡΙζ =IOlog100a^ /λ|2 ,u = 0,1,...,U-I其中E[口]表示求平均值；(3. 3)记最小的iMP《为，其对应的信号块为《(0，对应的相位旋转序列序号记做S。，并且令m = m+l ；(3. 4)对第m个数据块分别乘以U个相位旋转序列得到U个候选信号N-I M=O并计算这U个候选信号的WPiCW-IP^=IOlog10-r y -η~^,u = 0,l,...,U-l·,m—lε Σζω+^,ωι2_ p=Q_(3. 5)记最小的R4PR"m为ΡΑΡ ζ，其对应的信号块为《(O，对应的相位旋转序列序号记做Sm，并且令m = m+1 ；(3.6)如果m<M，转到步骤(3.4)；否则，计算最终的输出信号印)，M-I印)=Σ芝ω w=0转到步骤⑷；(4)设优化的相位旋转序列序号为S = [S0, S1, ...，SM_J，将输出的信号^⑴送入信道， 并将序列S作为边带信息送入信道。
全文摘要
本发明公开了一种基于选择性序列降低OFDM/OQAM系统的峰均功率比的方法。该方法在输入数据流经过编码、交织、调制之后，将得到的信源数据包进行上采样之后分别通过滤波器组，然后对得到的每个数据块的时域信号按照顺序分别选择优化的相位旋转序列，最终选择峰均功率比最小的信号进行传输，并将相位旋转序列的信息作为边带信息发送。本发明能有效地降低OFDM/OQAM系统的峰均功率比，同时保证了系统的功率谱密度和误码率性能不受影响，并且提高了HPA的工作效率，节省了消耗的能量。
文档编号H04L27/26GK102238126SQ20111016936
公开日2011年11月9日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者周洋, 江涛, 黎偲 申请人:华中科技大学