降低OFDM信号峰均比的方法

摘要

本发明提出了一种降低OFDM信号峰均比(PAPR)的方法，这种方法通过级联SLM方法或PTS方法与限幅法来降PAPR。首先通过采用分组数较少的SLM或者PTS来初步降低信号峰均比，然后对PTS或者SLM输出的时域数据用限幅法通过设定限幅率将PAPR降到目标值。与只用PTS或者SLM方法相比这种方法因使用的分组数比较少，实现复杂度低，与只用限幅法相比这种方法在限幅前已初步降低了信号的PAPR，因而在同样的限幅率时引起信号的失真比较少。这种方法融合了PTS或SLM方法引起的信号失真少和限幅法降峰均比直接且实现简单的优点。在高斯信道情况下其误码率性能与原始数据相比有一定的下降，但在设计所关心的信噪比范围内性能损失不大。

主权项

1.一种降低OFDM信号峰均比的方法，其特征是采用级联法降峰均比，具体是先用分组数较少的SLM方法或PTS方法初步降低信号的峰均比，再用直接限幅法或过采样限幅法两中限幅法中的一种，通过设定适当的限幅率进一步降低信号的峰均比； 对于分组数较少的SLM方法或PTS方法初步降低信号的峰均比的边带信息传输方法为：在数据进入降峰均比模块前，预留出传送边带信息的位置，即把存放边带信息的位置设置为零，该数据符号的形式是[a₁,a₂,…a_l，0,0,…,0，a_m,…,a_i-1,a_i]，其中，a₁,a₂,…a_l和a_m,…,a_i-1,a_i是数据，0,0,…,0是预留的传送边带信息的位置；通过比较得出边带信息后得到边带信息符号的形式是[0,0,…,0，s₁,s₂,…,s_k，0,0,…,0]，其中，s₁,s₂,…,s_k是边带信息；通过反傅立叶变换IFFT后得到边带信息符号的时域信息，将边带时域信息和数据时域信息相加，即得到最终输出，接收端通过傅立叶变换FFT从相应的位置即可得到边带信息； 所述级联法降峰均比中，对级联方式的参数进行折衷： 在降峰均比的过程中会引起信号的失真，且在实现时还应考虑实现的复杂度； SLM方法和PTS方法的降峰均比能力跟分组数有关，分组数越多降峰均比能力越强、而实现越复杂；两种限幅法降峰均比中，降峰均比能力跟限幅率有关，限幅率越高降峰均比能力越强而引起的信号失真越大； 因此，根据工程应用的具体要求，适当选择PTS方法或SLM方法的分组数和两种限幅法的限幅率CR，在保证降峰均比性能要求的前提下，降低误码率和实现的复杂度； SLM方法和PTS方法在分组数相同的情况下，用PTS方法的降峰均比性能优于SLM方法； 直接限幅法和过采样限幅法两种方案中，直接限幅法实现简单，且降峰均比性能明显，但会引起带内和带外的干扰；过采样限幅法相对于直接限幅法实现复杂，且限幅率相同时，其降峰均性能不如直接限幅法，但过采样限幅法滤除了信号的带外噪声，能降低了误码率和带外干扰； 因此，对于工程应用中对实现复杂度要求高时，用PTS方法+直接限幅法的级联方式；对于工程应中对误码率要求高时，用PTS方法+过采样限幅法； 在部分传送序列法(Partial Transmit Sequences，PTS)中， 将输入的OFDM符号分割成V个互不重叠的子块，每个子块向量大小相等且子块中没有继承原OFDM符号相应位置的取值为0，用X^(v),v=1,…,V来表示； 引入相位因子，称为旋转因子：1≤d≤W^(V-1)，W为旋转因子的 数量；由于子块互不重叠，所以用数学方法表示子块为：在子矢量X^(v)中的每一个载波都乘以相同的旋转因子不同子矢量的旋转因子统计独立，则利用IFFT的线性可得具有最低峰值的时域矢量x_d被传输。