一种降低OFDM信号峰均功率比的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101917378A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101917378A(43)申请公布日2010.12.15(21)申请号201010248719.9(22)申请日2010.08.10(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人江涛李海波周洋(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人李智(51)Int.Cl.H04L27/26(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种降低OFDM信号峰均功率比的方法(57)摘要本发明公开了一种降低OFDM信号峰均功率比的方法，对传统的多音预留技术进行了改进，在峰值消除信号乘上一个优化因子，从而加快了传统多音预留技术的收敛速率，保持了较佳的降低OFDM信号峰均功率比的性能，实现了低复杂度情况下快速降低OFDM信号的峰均功率比。CN109738ACN101917378A权利要求书1/1页1.一种降低OFDM信号峰均功率比的方法，包括下述步骤：(1)令迭代次数LOOP＝0，计算时域信号x＝[x(0)，x(1)，…，x(N-1)]的峰均功率比PAPR0，N为子载波个数；(2)令LOOP＝LOOP+1，对时域信号x进行剪波处理，得到时域剪波噪声信号f＝[f(0)，f(1)，...，f(N-1)]，进而对时域剪波噪声信号f进行N点快速傅立叶变换得到频噪声数据块F＝[F(0)，F(1)，...，F(N-1)]；(3)构建峰值消除信号的频域形式C＝[C(0)，C(1)，...，C(N-1)]，其中k＝0，1，…，N-1，R为预留子载波集合，Rc为数据子载波集合，再对C进行反快速傅立叶变换得到峰值消除信号的时域形式c＝[c(0)，c(1)，...，c(N-1)]；(4)计算峰值消除信号的优化信号其中K＝{n||x(n)|＞A}，n＝0，1，…，N-1；(5)更新时域信号并计算当前时域信号x的峰均功率比PAPRLOOP，若PAPRLOOP-1-PAPRLOOP＞ε，则当前时域信号x为最终待发送信号，否则，返回步骤(2)，其中ε为迭代收敛控制变量。2CN101917378A说明书1/4页一种降低OFDM信号峰均功率比的方法技术领域[0001]本发明属于采用正交频分复用信号(OFDM)的无线通信技术领域，具体涉及基于多音预留降低OFDM信号峰均功率比的方法。背景技术[0002]在移动无线信道中，信号从发射天线经过一个时变多径信道到达接收天线，会产生时间选择性衰落和频率选择性衰落。信道的时变特性引起信号频谱的展宽，导致多普勒(Doppler)效应，造成信号随时间呈选择性衰落。根据多径信道在频域中表现出的频率选择性衰落特性，人们提出了正交频分复用(OFDM)技术。OFDM技术是指将频域分割成多个子信道，各相邻子信道间相互正交重叠，从而提高频谱的利用效率。可见，OFDM一方面能够克服频率选择性衰落；另一方面，取小于相干时间的一段时间间隔作为一个OFDM符号的持续时间，从而可以大大降低信道的时间选择性衰落对传输系统的影响。[0003]然而，OFDM技术仍然存在一些重要问题没有得到很好地解决。其中一个难点和关键技术就是如何对高峰均功率比(峰值功率和平均功率之比)的控制。由于OFDM信号是由多个子载波信号叠加而成，与恒包络信号如单载波信号相比，OFDM信号的峰均功率比将是非常的高。如果信号的峰均功率比很高，发射机功率放大器的线性动态范围将要求很宽。线性动态范围宽的功率放大器，将使得发射机的成本大大增加。线性动态范围低的功率放大器虽然可以降低成本，但发送信号将会严重失真，从而导致系统性能的严重下降。因此，为了降低OFDM信号对发送功率放大器的要求，需要降低OFDM信号的峰均功率比。[0004]目前，人们提出了很多方法来降低OFDM信号的峰均功率比。其中，多音预留(ToneReservation)技术是一种有效的方法，该方法主要是通过预留一些子载波(称为预留子载波)形成降低峰均功率比的信号，然后将其叠加到其它子载波(称为数据子载波)所对应的时域信号上，使得总的时域信号的峰均功率比大大降低。假设OFDM系统的子载波数为N，选择其中M个子载波作为预留子载波，在预留的子载波上放置降低峰均功率比的符号，记为C(k)；其余N-M个子载波为数据子载波，在数据子载波上放置将要发送的数据符号，记为X(k)。X(k)+C(k)，(k＝0，1，...，N-1)便是频域数据块。然后，对频域数据块进行N点反快速傅里叶变换(IFFT)便得到时域信号x＝[x(0)，x(1)，…，x(N-1)]。传统的多音预留方法的主要思想是：先对时域信号x＝[x(0)，x(1)，…，x(N-1)]进行剪波处理，即[0005][0006