一种降低多载波系统峰均功率比的信息传输方法

摘要

本发明公开了一种降低多载波信号峰均功率比的信息传输方法，属于采用多载波信号的通信技术领域，尤其涉及无线多载波通信。该发明中，在发射端，输入数据流经过LDPC编码、交织和QPSK/QAM调制后，使用部分传输序列法降低峰均功率比，不需要将相位旋转因子发送至接收端。在接收端，接收到的信号经傅里叶变换后进行解交织和解调制，然后扩展校验矩阵进行LDPC解码，解码的码字中包含了编码比特和相位旋转信息，因而在提取出相位信息后即可正确恢复信息比特。本发明能有效地降低OFDM信号的峰均功率比，同时不需要发送边带信息，提高了系统的频谱利用率。

主权项

一种降低多载波系统峰均功率比的信息传输方法，包括发送端的处理过程和接收端的处理过程，发送端的处理过程为：发送端经过LDPC编码得到编码比特集合A，再进行交织和调制得到OFDM频域序列，然后利用部分传输序列法PTS降低OFDM信号的PAPR，并发送至接收端；其特征在于，所述接收端的处理过程为：第B1步接收、解调、解交织步骤：对接收到的信号进行快速傅里叶变换，解调制和解交织得到数据序列Y_PTS；第B2步LDPC译码步骤：按照步骤(B21)至(B23)对接收端得到的序列Y_PTS进行译码：(B21)依据发送端LDPC编码时所采用的Tanner图(V,C,E)构造对应的扩展Tanner图(V_EX,C,E_EX)，构造得到扩展校验矩阵H_EX；其中V表示变量节点集合，与编码比特一一对应，V＝V⁰∪V¹∪...∪V^W，W表示部分传输序列的子序列数，W为正整数；C表示校验节点集合，E表示连接变量节点和校验节点的边；$V_{\mathrm{EX}}=V^0\cup V_{\mathrm{EX}}^1\cup ...\cup V_{\mathrm{EX}}^W,V_{\mathrm{EX}}^w=V^w\cup \left\{d^w\right\},$d^w表示增加的一个相位节点，w＝1,2,…,W，集合E_EX由原始Tanner图中边的集合E和连接至相位节点d^w的边所组成，其中，w＝1,2,…W；(B22)依据发送端利用部分传输序列法PTS时相同的数据块划分方式，相应地将接收到的数据序列Y_PTS划分为W+1组：进一步得到扩展数据序列$Y_{\mathrm{CLP}}=[Y^0,Y_{\mathrm{CLP}}^1,...,Y_{\mathrm{CLP}}^W],$其中$Y_{\mathrm{CLP}}^w=[Y_{\mathrm{PTS}}^w,0];$(B23)采用扩展校验矩阵H_EX对扩展数据序列Y_CLP进行解码，得到的码字为级联LDPC‑PTS码对应的码字Z_CLP；在正确译码情况下，Z_CLP＝A_CLP；其中，A_CLP包含W+1个子向量：$A^0,A_{\mathrm{CLP}}^1,...,A_{\mathrm{CLP}}^W,$且$A_{\mathrm{CLP}}^w=[A_{\mathrm{PTS}}^w,b^w],A_{\mathrm{PTS}}^w$为等效发送码字A_PTS的第w个子序列，b^w为相位比特，w＝1,2,…,W；第B3步提取相位信息步骤：提取出译码得到的码字A_CLP的相位比特b¹,b²,…,b^W；第B4步恢复信息比特：依据第B3步提取的相位信息，对编码比特集合A按照如下方式进行恢复：$A^w=\left\{\begin{array}{cc}{A}^0,& w=0\\ A_{\mathrm{PTS}}^w\oplus b^w,& w=\mathrm{1,2},...,W\end{array}\right.$得到编码比特集合A后，则进一步恢复出信息比特；所述利用部分传输序列法PTS降低OFDM信号的PAPR的步骤为：(A1)数据块划分：一个OFDM频域信号X＝[x(1),x(2),…,x(N_c)]，其中x(k)表示第k个子载波上经过相移键控调制或正交幅度调制的信号，k＝1,2,…,N_c，N_c表示子载波的数量，将OFDM频域信号X分为W个互不相交的频域子序列，X⁽¹⁾,X⁽²⁾,…,X^(W)，其中频域子序列X^(w)＝[x^(w)(1),x^(w)(2),…,x^(w)(N_c)]，并且分组满足以下两个条件：1)x^(w)(k)＝0或x(k),w＝1,2,…,W，k＝1,2,…,N_c；2)(A2)旋转操作：确定相位旋转因子p^w取值集合为{‑1,1}，对每个频域子序列X^(w)乘以相位旋转因子p^w并求和得到经过PTS处理后的频域序列X_PTS，即通过遍历W个相位旋转因子所有可能的值，则可以产生2^W种不同的候选频域序列；(A3)对步骤(A2)中产生的2^W种不同的候选频域序列进行快速傅里叶逆变换IFFT，则得到2^W种时域信号，计算每个时域信号的PAPR值；选择PAPR最小的时域信号作为发送信号，并行串并转换。