[发明专利]一种多载波数据传输的方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信中的多载波技术，尤其涉及一种多载波数据传输方法。

背景技术

近年来，随着无线通信技术的不断发展和成熟，诸如正交频分复用(OFDM)等多载波技术由于所具有的抗多径能力强、数据传输率大、资源分配灵活等优点，而受到广泛关注，并将成为继码分多址(CDMA)之后的又一核心技术。

多载波技术的核心思想在于在频域内将给定的信道分成若干个独立的子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。可见，多载波信号由一系列子信道信号在时域累加后而重叠起来，这样会在某些时刻出现较大的尖峰脉冲，很容易造成较大的峰平比PAPR，即信号的最大峰值功率与平均功率之比较大。由于现有的功率放大器无法对频率范围较大的信号进行线性放大，因此存在较大PAPR的信号在通过功率放大器时会产生较大的频谱扩展和严重的带内失真。

目前常用的降低PAPR的方法包括选择性映射(SLM)、部分传输序列(PTS)和直接限幅法等。其中SLM是预先在发送端和接收端设置多组相位因子序列，发射端将经过调制的数据信号乘以多组相位因子序列，计算每组结果的PAPR，并选择PAPR最小的一组信号发送给接收端，同时将PAPR最小的信号对应的相位因子序列的组序号作为副信息发送给接收端，以便接收端还原信号。PTS与SLM的区别在于，预先将信号分组，每组信号乘以一个相位因子，这样每组相位因子的维数显著地减少，计算复杂度也明显降低。直接限幅法是设置PAPR门限，将超过该门限的数值默认为同一的数值，该方法虽然可以有效地降低PAPR，但是会导致信号的畸变，在数据传输过程中带来较大的误码率(BER)。由于具有较好的性能和较低的计算复杂度，PTS是最为常用的降低PAPR的方法。

为了避免PTS方式下每次进行数据传输时都要进行相位因子序列的选择，通常情况下预先根据待传输信号的组数确定候选相位因子序列，并在实际的传输过程中从候选相位因子序列中确定带来最小PAPR的被选相位因子序列。为了降低计算复杂度，通常在集合{1，-1}或者{1，-1，j，-j}中选取相位因子序列中的元素。例如，待传输数据中包括1024个子载波，分为4组后，每组包括256个子载波，则每组相位因子序列中需要包括4个数值。若相位因子取自集合{1，-1}，则存在1 6组候选相位因子序列：1，1，1，1；1，1，1，-1；1，1，-1，1；1，1，-1，1......-1，-1，-1，-1。由上述的相位因子序列可见，现有的基于PTS的多载波数据传输方法中，相邻组相位因子序列的互相关性较大，降低PAPR的效果不明显，因此为了确定实际使用的被选相位因子序列所需的计算量较大，这将消耗更多的硬件资源或时间资源，降低了系统的效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种多载波数据传输方法，能够提高多载波数据传输中的系统效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种多载波数据传输方法，预先从坐标空间的单位圆中选择互相关性小的候选相位因子序列，该方法包括：

A.利用全部候选相位因子序列处理发射端中的待传输数据，计算处理结果的峰平比PAPR值并进行比较，将PAPR最小值对应的候选相位因子序列确定为被选相位因子序列；

B.将PAPR最小值对应的处理结果作为主信息，连同被选相位因子序列的组号一起发送给接收端；

C.接收端根据接收到的组号确定被选相位因子序列，将接收到的主信息还原为待传输数据。

其中，预先设置目标函数f(x)，所述从坐标空间的单位圆中选择互相关性小的候选相位因子序列包括：

A01.初始化迭代次数k、候选相位因子序列x_k和海斯矩阵H_k，并计算目标函数f(x)在x_k处的梯度g_k；

A02.判断梯度g_k的无穷∞范数‖g_k‖_∞是否小于门限值ε，其中ε＝10^-8(1+‖g_k‖_∞)，如果是，则将候选相位因子序列确定为等于x_k，并结束本确定候选相位因子序列的流程；否则，继续执行步骤A03；