[发明专利]一种改进的SLM-PTS峰均比抑制方法

说明书

本发明公开了一种改进的SLM‑PTS峰均比抑制方法，包括：生成lSLM‑算法：在频域将输入信号序列复制成M组并分别乘以M个相位旋转因子，将M组时域信号平均划分成两组，将两组信号之间任意进行线性组合产生生M²/4组备选信号；生成WHT‑IPTS算法：将输入信号先进行数字映射生成N个已映射数据，将已映射数据输入至预编码器中并与WHT矩阵相乘从而获得已编码的频域数据，将频域数据分割成V个子块，运用次优迭代搜索法找出PAPR值最低的相位因子组合；获得ISLM‑μlaw‑WHT‑IPTS算法，采用ISLM‑μlaw‑WHT‑IPTS算法对OFDM系统中的信号进行PAPR值抑制。

技术领域

本发明涉及数据信号处理领域，尤其涉及一种改进的SLM-PTS峰均比抑制方法。

背景技术

OFDM的基本思想是通过串并(S/P)变换操作，将高速率的串行数据流转换成多个低速率的并行子数据流，然后调制到多个正交的子载波上进行并行传输。这种并行传输体制大大扩展了符号的脉冲宽度，提高了抗多径衰落等恶劣传输条件的性能。OFDM系统信号是由多个子载波信号叠加而成，使得OFDM系统的输出容易出现较大的峰均功率比(PeakAverage Power Ratio，PAPR)，这也是OFDM系统中最为困扰的问题。OFDM系统中峰均比较高，使得信号经过功率放大器时，OFDM信号波形的峰值不在功率放大器的线性动态范围内，引起信号失真，降低功率放大器效率，子载波间正交性被破坏，从而影响了系统整体性能。通常将一个OFDM符号周期内最大峰值功率与平均功率的比值称为峰均功率比。对于离散时间信号x(n)，其PAPR公式可以表示为

传统的PAPR抑制方法有三种：编码法、预畸变法和概率类法。编码法的主要思想就是采用编码的方式用PAPR值低的码字替换原始信号中具有PAPR值高的码字，且不同的编码方式会使PAPR也不相同，然后在大量的码组中筛选PAPR值最低的一组作为输入信号，在接收端要对信号进行解码处理，选择编码方式就是在对存在的较高PAPR进行抑制处理。现有的编码类算法主要有分组编码、雷德密勒编码以及格雷互补编码。

预畸变法是三类优化算法中实现PAPR抑制最为简单且最直接的方法，预畸变法的基本思想是在信号送到功率放大元件之前，对瞬时PAPR值较高的信号进行压缩或者直接削除，使得信号不会超过功率放大原件的动态变换范围，直接防止了PAPR值过高的情况发生。但是预畸变法直接采取的预畸变操作，会产生一定的带外噪声和带内干扰，从而能影响系统的通信性能。现有的最为常见的预畸变技术是直接限幅技术和压缩扩展技术。

概率类算法就是尽可能的降低较高PAPR值出现的概率，而不能将输入信号PAPR值都优化到小于设定的期望门限。该方法通过计入一些辅助信息来选择PAPR值最小的符号序列进行传输，对信号自身不会产生任何的改变。概率类算法的实现具有较大的计算复杂度，而且在实现过程中需要传输边带信息，使得系统带宽变大，系统传输速率减慢。概率类算法被国内外认为是目前解决较高APPR值最有潜力的方法。现有的概率类算法主要有选择映射法(Selecting Mapping，SLM)、部分传输序列法(Partial Transmit Sequence，PTS)和星座图扩展法(Active Constellation Extension，ACE)等。

SLM算法的主要思想是产生多个备选信号，然后从这些序列中筛选出PAPR值最低的一组作为发送信号，达到降低PAPR的目的。PTS算法的主要思想是将频域数据分割成V个子块，通过IFFT运算后的各个子块小组得出的子序列和相位因子进行加权叠加，最后通过遍历所有相位旋转因子找出PAPR最低的相位因子组合，达到降低PAPR的目的。

但是，如果想要得到更好的PAPR抑制效果，对于SLM算法来说，需要增加备选信号个数。对于PTS算法来说，需要增加频域数据分割的子块数。然而，备选信号个数和子块数越大，计算复杂度就越大。

发明内容