一种优化ofdm信号峰均功率比的发射系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及数字通信技术领域，尤其涉及一种优化OFDM信号峰均功率比的发射 系统及方法。
【背景技术】
[0002] 正交频分复用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,OFDM)技术由于 其具有良好的对抗频率选择性衰落的能力，已作为一种高速的数据传输技术被应用到无线 通信的很多领域。但是，由于OFDM信号是由多个子载波信号叠加而成的，这一信号组成结 构可能会引起信号具有过高的峰值功率，尤其是当子载波数量较大时，该问题会更加严重。 过高的峰值功率将引起较高的峰均功率比（Peak-to-AveragePowerRatio,PAPR)，进而导 致OFDM信号发生畸变，引起系统性能恶化。想要弥补这一缺陷，须要求发送端的高功率放 大器（HighPowerAmplifier,HPA)具有足够大的线性范围，但这一要求在硬件方面的实现 难度非常大，并且成本非常高，基本不具备可行性。因此，OFDM系统中存在的峰值功率问题 便成为了该系统实用化的重要障碍。
[0003] 假设OFDM系统包含N个子载波，在一个信号周期内，其基带信号可表不为
[0004]
【主权项】
1. 一种优化OFDM信号峰均功率比的发射系统，其特征在于，包括： 二进制随机信号发生器模块，其产生要传输的二进制随机信号并送至编码映射模块； 编码映射模块，其将输入的二进制随机信号变换为二进制信号序列并送至子块序列分 割丰吴块； 子块序列分割模块将二进制信号序列分为若干子块序列，每个所述子块序列与一个快 速傅里叶逆变换模块相连，获得对应的时域子块序列；每个所述子块序列的长度与编码映 射后的二进制信号序列一致； 其中，偶数子块序列的快速傅里叶逆变换模块与相位优化模块相连接，用于对偶数子 块序列进行相位加权优化；第一子块序列的快速傅里叶逆变换模块与交织模块相连接，用 于对第一子块序列进行交织处理； 加法器模块，其将交织处理前或交织处理后的第一子块序列对应的时域子块序列与 剩余的全部奇数子块序列对应的时域子块序列以及相位加权优化后的全部偶数子块序列 对应的时域子块序列进行叠加产生全部候选OFDM信号，并送至最优候选OFDM信号选择模 块； 最优候选信号选择模块，其用于从全部候选OFDM信号中选择PAPR值最小的候选OFDM 信号进行传输。
2. 如权利要求1所述的优化OFDM信号峰均功率比的发射系统，其特征在于，所述交织 处理的过程为： 将第一子块序列用相邻分割方法分为若干个互不重叠的子块，并保证全部子块的长度 之和与第一子块序列的长度一致，然后采用随机的方式对全部的子块进行重新排列。
3. 如权利要求1所述的优化OFDM信号峰均功率比的发射系统，其特征在于，所述交织 处理为： 将第一子块序列用相邻分割方法分为若干个互不重叠的子块，并保证全部子块的长度 之和与第一子块序列的长度一致，然后采用循环的方式对全部的子块进行重新排列。
4. 一种基于如权利要求1所述的优化OFDM信号峰均功率比发射系统的方法，其特征在 于，包括： 步骤一：确定OFDM系统和优化OFDM信号峰均功率比的方法的相关参数，所述相关参数 包括采用的编码映射方法、子载波数N、子块序列总数V、相位加权因子集合以及交织次数 D ； 步骤二：根据所采用的编码映射方法和子载波数N，利用二进制随机信号发生器模块 产生二进制信号序列，并利用编码映射模块对二进制信号序列进行编码映射； 步骤三：根据子块序列总数V，对编码映射后的二进制信号序列利用子块序列分割模 块分割成若干子块序列；每个所述子块序列的长度与编码映射后的二进制信号序列一致； 步骤四：利用快速傅里叶逆变换模块对各个子块序列进行傅里叶逆变换，获得对应的 时域子块序列； 步骤五：利用相位优化模块和相位加权因子集合中的相位加权因子，完成对全部偶数 子块序列的相位加权优化，并利用加法器模块将相位加权优化后的全部偶数子块序列对应 的时域子块序列和全部奇数子块序列对应的时域子块序列进行叠加获得此阶段的全部候 选OFDM信号； 步骤六：根据交织次数D，利用交织模块对第一子块序列进行D次交织处理，并利用步 骤五中已相位加权的全部偶数子块序列再与加法器模块获得新的候选OFDM信号； 步骤七：从步骤五和步骤六所获得的全部侯选OFDM信号中，选择PAPR值最小的候选 OFDM信号进行传输。
5. 如权利要求4所述的优化OFDM信号峰均功率比的方法，其特征在于，所述步骤三中 利用子块序列分割模块进行子块序列分割的具体过程为： 将编码映射后的序列分为V个互不重叠的子块序列，并对每一子块序列中剩余子载波 位置进行补零以保证每一子块序列的长度与编码映射后的二进制信号序列一致。
6. 如权利要求4所述的优化OFDM信号峰均功率比的方法，其特征在于，所述步骤五的 具体过程为： 利用相位加权因子集合中的相位加权因子对各个偶数子块序列进行相位加权优化，并 将相位加权后的各个偶数子块序列和全部奇数子块序列叠加获得候选OFDM信号，通过调 整每一偶数子块序列的相位加权因子，可获得多个不同的候选OFDM信号。
7. 如权利要求4所述的优化OFDM信号峰均功率比的方法，其特征在于，所述步骤六的 具体过程为： 利用交织模块对第一子块序列进行交织处理，每进行一次交织处理，再次利用已相位 加权的各个偶数子块序列和全部奇数子块序列叠加获得新的候选OFDM信号，通过对第一 子块序列进行D次交织处理，获得D个不同的候选OFDM信号。
8. 如权利要求4所述的优化OFDM信号峰均功率比的方法，其特征在于，所述交织处理 的过程为： 将第一子块序列用相邻分割方法分为若干个互不重叠的子块，并保证全部子块的长 度之和与第一子块序列的长度一致，然后采用随机或循环的方式对全部的子块进行重新排 列。
【专利摘要】本发明公开了一种优化OFDM信号峰均功率比的发射系统及方法，其中该发射系统包括二进制随机信号发生器模块，其产生传输的二进制随机信号并送至编码映射模块；编码映射模块将二进制随机信号变换为二进制信号序列并送至子块序列分割模块；子块序列分割模块将二进制信号序列分为若干子块序列，每个子块序列与一快速傅里叶逆变换模块相连；偶数子块序列的快速傅里叶逆变换模块与相位优化模块相连接；第一子块序列的快速傅里叶逆变换模块与交织模块相连接对第一子块序列进行交织处理；加法器模块对全部子块序列对应的时域子块序列进行叠加产生全部候选OFDM信号，送至最优候选OFDM信号选择模块选择PAPR值最小候选OFDM信号进行传输。
【IPC分类】H04L27-26
【公开号】CN104735019
【申请号】CN201510182306
【发明人】王灵垠, 魏长智, 孙传伟
【申请人】济南大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年4月16日