[发明专利]基于限幅噪声比预留子载波的宽带OFDM信号峰均比抑制方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种基于限幅噪声比预留子载波的宽带正交频分复用OFDM信号峰均比抑制方法。

背景技术

由于正交频分复用OFDM符号的各个子载波相互正交，当子载波个数较多时，可用快速傅里叶逆变换和变换(IFFT/FFT)来实现各个子信道的正交调制和解调。与单载波调制技术相比，OFDM调制抗频率选择性信道衰落能力强；此外，由于OFDM符号利用循环前缀结构作为符号间保护间隔，因此可以显著减小符号间干扰。由于这些优点，OFDM技术已被广泛应用于各类宽带无线通信系统。但是，OFDM调制的主要缺点是其传输信号具有高的峰均比PAPR特性。当信号峰均比过高时，要求发射机功率放大器具有更大的线性动态范围，但是，强线性功率放大器造价昂贵，难以满足实际应用需求。如果功率放大器的线性度较差，OFDM信号子载波间的正交性会遭到破坏，产生载波间ICI干扰，最终导致OFDM系统传输性能恶化。

为了降低OFDM信号峰均比，学术界与工业界已提出了众多解决方法，例如预留子载波TR算法。现有预留子载波TR算法的主要思路是：发送端首先保留少量不承载数据的子载波作为预留子载波，然后利用这些预留子载波产生用于抑制峰均比的消峰信号，代入不同的频域信息选择最佳的时域消峰信号，再将其叠加至原始时域信号，使得组合的时域信号的峰均比值最小。而在接收端，通过滤除消峰信号来恢复出原始的有用信号。由于时域消峰信号在OFDM发送端易于产生，在接收端也易于直接滤除消峰信号，且收发机之间不需要传送额外的边带信息，因此，预留子载波TR算法受到了广泛的关注。Tellado Mourelo J在论文“Peak to average power reduction for multicarrier modulation”中首次提出了基于限幅噪声比的预留子载波算法，其基本原理是：通过对时域限幅噪声信号范数的平方求关于频域消峰信号的梯度，再令其梯度为零以得到时域消峰信号；随后，时域消峰信号乘以步长参数，再加上原始OFDM时域信号，得到新的时域OFDM发送信号。但是，目前大多数预留子载波方法中的步长参数是一个固定值，并不能依据实际信号情况，自适应地调整信号的峰均比PAPR、误码率BER、以及带外功率谱性能；其次，现有预留子载波方法在迭代处理过程中仅取时域消峰信号的一个采样点参与运算，因而导致其优化迭代次数多且收敛速度较慢，不适宜于具有高数据吞吐量的现代无线通信系统；此外，预留子载波方法的目标是找到合适的时域消峰信号，使最终输出的OFDM信号有最小的峰均比值，但是，在确定合适的时域消峰信号过程中往往涉及凸函数的优化问题，导致优化运算复杂度极高，造成其在实际通信系统中的应用成本难以承受。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于限幅噪声比预留子载波的宽带OFDM信号峰均比抑制方法，旨在解决现有预留子载波方法峰均比抑制综合性能低下的问题。

本发明是这样实现的，一种基于限幅噪声比预留子载波的宽带OFDM信号峰均比抑制方法，该基于限幅噪声比预留子载波的宽带OFDM信号峰均比抑制方法包括：利用最小平方估计预留子载波算法得到放大系数变量，用以代替限幅噪声比预留子载波算法的放大倍数常量，实时自适应调整每次迭代过程中的放大倍数，在迭代过程中，能够自适应改变放大倍数值；

具体包括以下步骤：

步骤一，将OFDM调制信号经过采样得到原始OFDM信号；

步骤二，设置迭代参数初始值；

步骤四，搜索幅值大于限幅门限的采样点，找到最大幅值的位置；

步骤五，用最小平方估计处理求出放大倍数；

步骤六，更新OFDM时域信号以得到传输信号，并计算传输信号的峰均比；

步骤七，根据迭代参数判断迭代是否结束，结束，即获得满足系统峰均比PAPR要求的传输信号，否则继续迭代。

进一步，该基于限幅噪声比预留子载波的宽带OFDM信号峰均比抑制方法具体步骤如下：

步骤一，对输入信号进行正交幅度调制和串并变换后，随机选择L个预留子载波的位置，对L个预留子载波的位置分配0和其他N-L个数据子载波的位置分配正交幅度调制得到的频域有效数据信息，得到N点频域信号其中，N表示OFDM调制包含的子载波个数，L表示OFDM调制包含的预留子载波个数，r＝0,1,…,N-1；