[发明专利]一种多路椭圆球面波脉冲信号的峰均功率比抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信信号的峰均功率比抑制方法，尤其涉及一种椭圆球面波函数((Prolate Spheroidal Wave Function，PSWF))脉冲信号的峰均功率比抑制方法。

背景技术

在专利“非正弦时域正交调制方法”(见专利：王红星，赵志勇，刘锡国，毛忠阳，张磊，舒根春，非正弦时域正交调制方法，授权号：ZL200810159238.3)中，充分利用PSWF脉冲的高能量聚集性和正交性来传输信息，可以较快地提高系统的频带利用率。然而，该方法使用多路并行PSWF脉冲加载信息，其输出信号是多路脉冲信号的叠加，与单路传输系统相比，存在着峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio，PAPR)过高的问题。不同调制路数时，PSWF调制信号的PAPR见图1。当大幅值信号进入发射端功率放大器饱和区时，会产生很大的频谱扩展和带外失真，导致系统性能恶化。另一方面，对于PSWF脉冲本身而言，随着脉冲阶数和时间带宽积的增大，其PAPR也急剧升高。不同脉冲阶数和时间带宽积情况下，PSWF信号的PAPR分别如图2和图3所示。因此，有必要针对PSWF脉冲调制信号的特性，寻找一种有效的峰均功率比抑制方法。

目前，针对调制信号PAPR抑制方法的研究，主要是针对OFDM系统。选择性映射和部分发送序列方法是OFDM系统中两种行之有效的PAPR抑制方法。然而，这两种方法均建立在快速傅里叶变换的基础上，难以应用于PSWF调制信号。剪波法和压扩变换法通过对调制信号进行预畸变处理，来达到抑制PAPR的目的。在非正弦时域正交调制方法中，主要利用PSWF脉冲组的正交性来传输信息，对波形进行畸变处理会严重破坏其正交性，从而导致系统误码率(Bit Error Ratio，BER)性能的恶化。对于多路PSWF调制信号的PAPR抑制问题，目前未见相关文献研究。

发明内容

本发明从PSWF脉冲组的互相关矩阵入手，提出了一种基于Givens变换的PAPR抑制方法，在保证系统BER性能和调制信号带内能量集中度的同时，有效抑制了其调制信号的PAPR。

在非正弦时域正交调制方法中，为了有效提高系统频带利用率，采用频谱交叠的PSWF脉冲传输信息。由于频谱交叠的PSWF脉冲并非正交，因此需要对所有子频带的脉冲进行正交化处理。该过程可表示为：

ψi′(t)=Σk=1Npikψk(t)---(1)]]>

其正交化系数矩阵P应满足：

PCP^T＝E            (2)

其中，C为该脉冲组的互相关矩阵：