[发明专利]正交频分复用OFDM信号的峰平比抑制方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及无线正交频分复用OFDM调制传输信号的峰平比PAPR抑制方法，可广泛应用于各类新一代宽带OFDM无线通信系统。

背景技术

正交频分复用OFDM调制技术具有高的频谱效率以及有效抑制多径衰落、符号间干扰等优点，可以在有效利用频谱资源的同时，解决无线移动环境中的许多问题，因此成为无线通信应用中的热门技术。OFDM调制将信号序列分成N个并行的序列，每个并行序列调制1个子载波，每个子载波所占用的带宽小于信道的相关带宽，因此，信号经历一个频率非选择性信道。但是，由于OFDM信号由多个独立的子载波信号相加而成，这就造成了OFDM系统有一个很严重的缺点：当多个子载波信号相位相同时，通过相互叠加就会产生较高的峰平比PAPR。若传输信号的峰平比很高，为了保证信号能够获得线性放大，必然要求发射机功率放大器具有宽的线性动态范围，并且对D/A数模变换器的精度也有较高要求，从而导致OFDM发射机的构造成本大大增加；反之，具有窄线性动态范围的功率放大器虽然可以降低发射机的构造成本，但将导致发射信号出现严重的失真，使得OFDM系统性能急剧下降。

现有降低OFDM信号峰平比的方法有很多，例如，迭代滤波法和信号压扩变换法等。目前众多压扩变换方法的主要思路是：利用压扩函数对信号进行畸变处理。例如X.Huang在“Companding transform for reduction in peak-to-average power ratio of OFDM signals”中提出了一种线性压扩变换方法，利用一个分段函数分别对小信号和大信号进行压扩处理，该方法在对系统性能影响较小的情况下可以有效降低信号峰平比。但该方法仅针对信号峰平比进行优化，却不能同时对系统的误码率BER性能及带外频谱扩展性能进行控制；并且该方法中压扩参数为固定值，不能依据实际信号进行实时的自适应调整。现代的迭代滤波法则采用迭代结构，通过多次限幅滤波来减小信号的峰平比，利用迭代过程，可以对多个系统性能进行联合优化控制，但是需要的迭代次数较大，会大大增加系统的计算复杂度。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种将迭代滤波与压扩变换相结合的正交频分复用OFDM信号的峰平比抑制方法，以在显著降低OFDM信号的峰平比PAPR的同时对系统误码率BER性能和带外频谱扩展性能进行控制，降低系统的计算复杂度，提高系统的整体性能。

实现本发明的基本思想是：将迭代滤波法的迭代思想运用到压扩变换方法中，通过迭代实现信号的峰平比PAPR性能、带外频谱扩展性能及系统误码率BER性能的控制及对参数的实时调整，其技术方案包括如下步骤：

1.一种正交频分复用OFDM信号的峰平比抑制方法，包括以下步骤：

(1)对正交频分复用OFDM调制信号进行上采样得到原始OFDM信号x_n，其中，n=0,1,…,JN-1，J表示上采样因子，N表示OFDM调制包含的子载波个数，JN表示上采样后OFDM系统包含的子载波个数；

(2)选择线性分段压扩函数f(x):

f(x)=1kx,0<|x|≤vkx,|x|>v,]]>

其中，x表示线性函数的输入信号，f(x)表示线性函数的输出信号，为第一段函数x的斜率，0<k<1为第二段函数kx的斜率，0<v≤max{|x|}为拐点，|·|是求模运算符，0<|x|≤v表示满足该条件的输入信号为小信号，|x|>v表示满足该条件的输入信号为大信号；