[发明专利]一种降低OFDM系统信号峰均功率比的信息传输方法

摘要

本发明公开了一种降低OFDM系统信号峰均功率比的信息传输方法。该发明将输入的比特流经编码、交织、调制、串并转换后，毗邻分割为几个互不相交的频率域子序列；将每个子序列按要求插入导频；利用部分传输序列降低峰均功率比，不需要将相位旋转因子发送至接收端。在接收端，将接收到的信号经串并转换、DFT和并串转换，并按照和接收机端相同的方式的分割为频率域信号子序列；利用子序列内包含的导频对该子序列进行信道估计，将其所乘的相位旋转因子视为信道频率响应的一部分，可以将该子序列内频率域数据恢复出来；将这些频域率数据合并成一个序列，经过解调、去交织、解码后，得到了输出的比特流。本发明消除了边带信息对频谱利用率和信号传输速率的影响。

主权项

1.一种降低OFDM系统信号峰均功率比的信息传输方法，设OFDM系统的子载波数为N，k表示子载波序号，定义系统频率域信号为X＝{X(k)，k＝0，1，…，N-1}，设部分传输序列的子序列数为U，U≥2，其特征在于，该信息传输方法包括下述步骤：(1)将输入的比特流进行编码、交织和调制，得到频率域数据流；(2)再将该频率域数据流经串并转换后，按照毗邻的方式分割为长度相等的U个互不相交的频率域数据子序列{D^v，v＝0，1，…，U-1}；(3)在每个频率域数据子序列第一个和最后一个不为零子载波处都插入导频符号，其中间位置均匀放置(q-2)导频，并且使相邻导频符号之间的子载波数L满足式(I)的要求L≤14τmaxΔf---(I)]]>其中，q≥2，q表示满足上述条件每个子序列插入的导频符号数，τ_max表示OFDM系统应用信道的最大时延扩展，Δf表示系统的子载波占用的带宽；根据上述要求插入导频符号后，得到插入导频后的新频率域数据子序列{X^v，v＝0，1，…，U-1}，v表示子序列的序号，X=Σv=0U-1Xv]]>即Xv(k)=X(k),vNU≤k≤(v+1)NU-10,else,k=0,1,...,N-1---(II)]]>(4)对每个新频率域数据子序列进行N点的快速傅里叶逆变换，得到相应的时域子序列x^v，x^v＝IFFT(X^v)，0≤v≤U-1(5)按步骤(5.1)至(5.2)对时域子序列x^v进行相位优化，得到峰均功率比最小的信号；(5.1)确定相位旋转因子的取值集合M为正整数，表示相位旋转因子的取值总数，θ_w∈[0，2π)，并且取值集合S里面的元素互不相等；(5.2)b⁰＝1，其他的相位旋转因子{b¹，b²…，b^U-1}将在取值集合S中遍历所有可能值，针对每一组相位旋转因子的取值，对上述每个时域子序列{x⁰，x¹，…，x^U-1}乘以相应的相位旋转因子{b⁰，b¹，…，b^U-1}并求和，得到时域信号x，x=Σv=0U-1bvxv]]>遍历结束后，共得到M^U-1个不同的时域信号，在这些时域信号中选择峰均功率比最小的信号；(6)将得到的峰均功率比最小的时域信号作为发送信号，经并串转换后，发送至接收端；(7)在接收机端，对接收到的信号经过串并转换，快速傅里叶变换FFT、并串转换之后，得到接收到频率域信号表示为Y＝{Y(k)，k＝0，1，…，N-1}；(8)按步骤(2)相同的方式，将Y分割为U个互不相交的接收端的频率域信号子序列{Y^v，v＝0，1，…，U-1}，根据式(II)得到：Yv(k)=bv·X(k)·H(k)+W(k),vNU≤k≤(v+1)NU-10,else---(III)]]>其中，H(k)表示在第k个子载波上信道频域响应值，W(k)为在第k个子载波上高斯白噪声的频域值；(9)v取值从0至U-1，按照步骤(9.1)至(9.2)计算U个子序列内的所有数据符号：(9.1)令为虚拟信道频率响应，利用式(V)计算虚拟信道频率响应H′(k_i^v)：H′(kiv)=Yv(kiv)/P(kiv)---(V)]]>其中，Y^v(k_i^v)表示在第k_i^v个子载波上的频域信号值，P(k_i^v)表示第v个子序列中第i个导频符号值，所有导频符号的位置和值在接收端是已知的；通过式(V)，将第v个子序列中所有导频符号(i＝1，2，…，q)位置上的虚拟信道频率响应都计算出来，利用已得导频符号位置上的虚拟信道频率响应值，通过插值得到在第v个子序列数据符号所在子载波处的虚拟信道频率响应；(9.2)接收机端利用式(VI)得到第v个子序列的数据符号D′(k^v)：D′(k^v)＝Y^v(k^v)/H′(k^v)               (VI)k^v表示第v个子序列中数据符号的子载波序号；(10)将步骤(9)得到的U个子序列内的数据符号按照子载波序号的大小合并成一个序列，此序列就是接收端接收到的频率域数据信号，再将该信号经过解调、去交织和解码后得到输出的比特流。