基于限幅噪声比预留子载波的宽带OFDM信号峰均比抑制方法

摘要

本发明公开了一种基于限幅噪声比预留子载波的宽带OFDM信号峰均比抑制方法，利用最小平方估计预留子载波算法得到放大系数变量，用以代替限幅噪声比预留子载波算法的放大倍数常量，从而加快算法的收敛速度并增强算法的信号峰均比抑制效果，同时有效地控制系统误码率损失和带外功率谱性能。本发明加快了信号峰均比优化速度并具有实现灵活性，可根据OFDM信号的实际情况，自适应地调整信号峰均比、误码率以及带外功率谱性能；在显著降低OFDM传输信号峰均比的同时，对误码率和带外功率谱性能影响较小，有效提升了OFDM系统的整体综合性能。

主权项

一种基于限幅噪声比预留子载波的宽带正交频分复用OFDM信号峰均比抑制方法，其特征在于，该基于限幅噪声比预留子载波的宽带OFDM信号峰均比抑制方法包括：利用最小平方估计预留子载波算法得到放大系数变量，用以代替限幅噪声比预留子载波算法的放大倍数常量，实时自适应调整每次迭代过程中的放大倍数，在迭代过程中，能够自适应改变放大倍数值；具体步骤如下：步骤一，对输入信号进行正交幅度调制和串并变换后，随机选择L个预留子载波的位置，对L个预留子载波的位置分配0和其他N‑L个数据子载波的位置分配正交幅度调制得到的频域有效数据信息，得到N点频域信号，其中，N表示OFDM调制包含的子载波个数，L表示OFDM调制包含的预留子载波个数，r＝0,1,…,N‑1；步骤二，对信号进行上采样得到原始OFDM频域信号X_k，其中，k＝0,1,…,JN‑1，J表示上采样因子，JN表示上采样后OFDM系统包含的子载波个数；然后将信号X_k进行IFFT变换得到原始OFDM时域信号x_n，其中，n＝0,1,…,JN‑1；步骤三，设置初始值：令迭代次数m＝1，并根据系统要求的峰均比PAPR及系统误码率BER设置最大迭代次数M、限幅门限A、预留子载波个数L，开始进行迭代，设置M＝4、A＝2×E{|x_n|},n＝0,1,…,JN‑1；步骤四，计算限幅前的信号x_n的幅值，并将该幅值与A比较：步骤五，用最小平方估计预留子载波算法求出放大倍数μ；步骤六，得到一个新的OFDM时域信号${\hat{x}}_n=x_n-\mu ·(x_{n_{\max }}-\mathrm{Aexp}\left(j\arg \right\{x_{n_{\max }}\left\}\right))·Q_J{\left(q_{n_{\max },J}^{\mathrm{row}}\right)}^{*},$其中，n＝0,1,…,JN‑1，Q_J是IFFT变换矩阵Q对应预留子载波序列的子矩阵，是Q_J矩阵中的第n_max行向量，μ是放大倍数，A是限幅门限，x_n是原始OFDM信号，exp(·)是自然指数函数，arg是元素的英文缩写，arg{·}表示取目标函数的角度，(·)^*表示复共轭运算符；步骤七，根据峰均比PAPR定义计算传输信号的峰均比PAPR：$\mathrm{PAPR}=\frac{\max \left\{{\left|{\hat{x}}_n\right|}^2\right\}}{E\left\{{\left|{\hat{x}}_n\right|}^2\right\}},$其中，PAPR表示一段时间间隔内的最大峰值功率比上平均功率，n＝0,1,……JN‑1，max{·}表示取最大值运算符，E{|x²|}表示输入信号x的平均功率；步骤八，获得满足系统峰均比PAPR性能要求的传输信号。