[发明专利]光OFDM系统中一种联合改进的低复杂度PTS峰均比抑制方案

权利要求书

1.本发明涉及一种光正交频分复用(Optical Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing,O-OFDM)系统的峰均比抑制方案，特别涉及一种联合改进的低复杂度TS-PTS-Clipping(two-stage Partial Transmit Sequence-Clipping,TS-PTS-Clipping)峰均比抑制方案。该方案主要通过基于部分传输序列(Partial Transmit Sequence,PTS)技术和限幅(clipping)技术联合改进来实现对高峰均比的抑制。在低复杂度方案中，O-OFDM信号并没有马上进行分割，而是首先将初始的输入信号进行d级IFFT(Inverse FastFourier Transform,IFFT)运算，再进行子块的划分，然后对分块后的信号进行剩下的n-d级IFFT运算，然后利用PTS算法搜索最佳匹配相位因子和PAPR最小的一路信号，再结合Clipping技术将信号限定在门限值范围内，从而得到最优的峰均比抑制性能。

2.根据权利要求1所述方案，本发明包含以下步骤：

(1).首先将有N＝2ⁿ个子载波的O-OFDM信号表示为：

其中X＝{X_k}，(k＝0,1,…,N-1)代表输入的符号序列，t代表离散时间变量。如果定义其中T_i是一个N×N的对称矩阵代表IFFT运算的第i级，那么式(1)可以重写为：

令S＝[S₀S₁…S_N-1]^T，S_k∈{1,2,…,M}来表示子块分割后的序列，其中当X_m,k＝X_k时，S_k＝m。则第m个子块索引序列I_m＝[I_m,0I_m,1…I_m,N-1]^T中的I_m,k可以表示为：

所以第m个子块可以表示为：

其中是一个N×N的对角矩阵，对角线由子块索引序列I_m构成。那么，最后得到的传输信号可以表示为：

(2).接下来不同于PTS-Clipping(Particle Swarm Optimization-Clipping，PTS-Clipping)算法和C-PTS(conventional PTS,C-PTS)算法，本方案所采用的TS-PTS-Clipping(two stage PTS-Clipping,TS-PTS-Clipping)算法对输入的O-OFDM信号并没有马上进行分割处理，而是首先将初始的输入信号进行d级IFFT变换，其中1≤d≤n-1，然后再进行子块的划分，其系统框图如附图6所示。

(3).TS-PTS-Clipping算法把传统的n级IFFT运算分成两次来进行，第一部分为IFFT运算的前d级，余下的n-d级为第二部分。在前d级IFFT运算中，输入数据序列X_data通过IFFT运算形成第一部分中间信号序列接着将该中间信号序列分割成M个临时子序列，再对这M个分组进行n-d级的IFFT运算。通过两部分的IFFT运算后采用PTS算法，选取被转换后的信号中PAPR(peak-to-average power ratio,PAPR)值最低的一路信号进行传输。

(4).经过第(3)步的操作，通过TS-PTS算法后，式(5)可以表示为：

(5).对经过PTS算法后的信号进行限幅处理，限幅后的信号可以表示为：

其中为PTS算法得到的峰值最小信号，A为限幅门限：

A＝10CR/20×σ (8)

其中CR为限幅率(clipping ratio),σ为信号平均功率，σ＝E{|x(t)|²}。