[发明专利]一种降低空频编码的MIMO-OFDM信号的峰均功率比的方法

说明书

技术领域

本发明属于基于空频编码的多输入多输出(MIMO)正交频分复用信号(OFDM)的无线和有线通信技术领域，具体涉及采用多序列组合降低空频编码的MIMO-OFDM信号峰均功率比(PAPR)并不发送边带信息的方法。

背景技术

正交频分复用(OFDM)技术作为一种非常有效地对抗时变多径信道的传输方式，已经广泛的应用于无线通信系统中，例如WLAN，WiMAX和DVB等系统。同时，多输入多输出(MIMO)技术作为另一种可以提高无线通信系统的传输速率的传输方式，通过在空间中产生独立的并行信道同时传输多路数据流在不增加系统带宽的情况下增加频谱效率。因此，OFDM技术和MIMO技术的结合，也就是MIMO-OFDM，可以实现很高的传输速率，同时通过分集效应实现了很强的可靠性。为了达到最大化的分集效应，MIMO-OFDM技术发射天线间的信号需要采用一些特殊的编码方法，例如空时编码、空频编码等。

空频编码的MIMO-OFDM技术在各个发射天线上分别发送经过空频编码的OFDM信号，因此，MIMO-OFDM信号的峰均功率比(PAPR)定义为各个天线上的信号的峰值功率和平均功率之比的最大值。如果信号的峰均功率比很高，发射机高功率放大器的线性动态范围将要求很宽，这将使得发射机的成本大大增加。为了降低信号对发射机高功率放大器的要求，需要降低信号的峰均功率比。

人们已经提出了很多方案解决OFDM信号的峰均功率比问题。其中，剪波法和压扩方法在降低峰均功率比时会造成OFDM信号的畸变，直接应用于空频编码的MIMO-OFDM技术中会影响分集效应，使得系统性能降低。部分旋转序列(PTS)方法和选择性映射(SLM)方法在有效地降低OFDM信号的峰均功率比的同时不会造成OFDM信号的失真，因此可以应用于空频编码的MIMO-OFDM信号。但是为了保证空频编码的MIMO-OFDM信号的分集效应，这些方法实现的复杂度特别高。并且，PTS方法和SLM方法需要发送边带信，降低了系统的频带利用率。同时，边带信息的正确性难以保证，当边带出现错误时，系统的误码率也会遭到严重的影响。

可见，将降低OFDM信号的峰均功率比的方法应用于降低空频编码的MIMO-OFDM信号的峰均功率比，会使得系统的复杂度较高，同时还需要发送边带信息，影响系统的频带利用率。

发明内容

针对空频编码的MIMO-OFDM信号高的峰均功率比，而现有的控制和降低OFDM信号峰均功率比方法直接应用于编码的MIMO-OFDM存在复杂度高并且需要发送边带信息的缺点，本发明提出了一种降低空频编码的MIMO-OFDM信号的峰均功率比的方法，目的在于在降低空频编码的MIMO-OFDM信号的峰均功率比的同时，保证了系统的分集效应和频带利用率不受影响。

本发明提供的一种降低空频编码的MIMO-OFDM信号的峰均功率比的方法，设一个空频编码的MIMO-OFDM系统有2个发射天线，每个信源数据包包含N个q进制符号，多序列组合的分组数为M；其中，q等于4或16，N＝2^m，m为正整数，M为大于等于2的正整数，并且N能够整除M，其特征在于，该方法包括下述步骤：

(1)发射机将输入的数据经过编码、交织、正交幅度调制(QAM)和串并转换后得到一个信源数据包，记为X＝[X(0)，X(1)，L，X(N-1)]，其中X(k)，k＝0，1，L，N-1，为q进制符号；

(2)发射机对于信源数据包X采用Alamouti空频编码，得到一组空频编码的MIMO-OFDM频域信号Y₁＝[Y₁(0)，Y₁(1)，L，Y₁N-1)]和Y₂＝[Y₂(0)，Y₂(1)，L，Y₂(N-1)]，满足