[发明专利]一种迭代限幅滤波降低OFDM信号峰均比的方法

摘要

一种迭代限幅滤波降低OFDM信号峰均比的方法，首先计算OFDM时域信号功率，根据限幅因子α将超过功率门限P₀的OFDM实部与虚部分别进行限幅处理；其次将限幅处理后的OFDM时域信号通过FFT变换为OFDM频域信号进行频域滤波；然后将频域滤波后的信号通过IFFT变换为OFDM时域信号完成1次迭代限幅滤波处理；最后根据最大迭代次数重复上述迭代限幅滤波处理过程，本发明中的方法不需要OFDM系统传输额外的信息，也不需要在接收端对OFDM信号进行额外处理补偿发端限幅处理的影响，通过适当选择限幅因子α，仅需通过加法运算完成限幅处理，并且处理结果可直接通过FFT变换后进行频域滤波；在迭代限幅滤波运算中可采用高于采样率的工作时钟复用FFT/IFFT变换单元，节约峰均比抑制的实现资源。

主权项

1.一种迭代限幅滤波降低OFDM信号峰均比的方法，其特征在于步骤如下：(1)提取OFDM时域基带信号{x(n),n＝0,…,N_s‑1}的实部和虚部，计算OFDM时域基带信号功率{P(n),n＝0,…,N_s‑1}，表示为P(n)＝(Re{x(n)})²+(Im{x(n)})²式中，Re{x(n)}和Im{x(n)}分别为OFDM时域基带信号中第n个采样x(n)的实部和虚部；OFDM时域基带信号{x(n),n＝0,…,N_s‑1}的表达式为式中，N_d为OFDM频域有效子载波数，N_s为IFFT/FFT变换的大小，X(k)为第k个子载波上调制的频域数据，通过将长度为N_d的MPSK/MQAM调制的复随机序列映射到OFDM频域相互正交的N_s个子载波的N_d个低频分量上，(N_s‑N_d)个高频分量补零，得到OFDM频域序列(2)将步骤(1)中计算得到OFDM时域基带信号功率{P(n),n＝0,…,N_s‑1}与限幅门限P₀相比，根据设定的限幅因子α对超过P₀的OFDM信号采样的实部与虚部进行限幅，表示为式中，x_C(n)为限幅后的OFDM时域基带信号，限幅门限P₀由设定的限幅比γ与OFDM时域基带信号{x(n),n＝0,…,N_s‑1}的平均功率E[|x(n)|²]确定，即P₀＝10^γ/10·E[|x(n)|²]；OFDM信号采样的实部与虚部进行限幅的实现方法为：通过选择限幅因子α的取值为2的整数次幂叠加，将乘法运算通过加法完成，其中限幅因子α表示为：α＝α₁2^‑1+α₂2^‑2…+α_l2^‑l，该组二进制数α₁,α₂…α_l中有l₀位为1，l‑l₀位为0，在实现中数据采样均量化为M位二进制数，步骤如下：a)将超过门限P₀的OFDM信号实部或虚部的M位二进制数分别右移得到l₀个二进制数，并将l₀个二进制数相加；b)通过截短步骤a)中相加的结果可得M位二进制数，即为1次迭代限幅处理后的OFDM信号实部或虚部数值；(3)将步骤(2)得到的限幅后的OFDM时域基带信号{x_C(n),n＝0,…,N_s‑1}通过N_s点FFT变换得到频域信号{X_C(k),k＝0,…,N_s‑1}，将{X_C(k),k＝0,…,N_s‑1}中间N_s‑N_d个采样值置零，得到频域滤波后的信号{X_CF(k),k＝0,…,N_s‑1}，表示为(4)将步骤(3)频域滤波后的信号{X_CF(k),k＝0,…,N_s‑1}通过N_s点IFFT变换得到1次限幅滤波后的OFDM时域信号{x_CF(n),n＝0,…,N_s‑1}；(5)设定最大迭代次数为I，将步骤(4)得到的限幅滤波后的OFDM时域信号{x_CF(n),n＝0,…,N_s‑1}代替步骤(1)中输入的OFDM时域基带信号{x(n),n＝0,…,N_s‑1}，重复步骤(1)～(4)，直到迭代次数满足设置的最大迭代次数I，将第I次步骤(4)得到的迭代限幅滤波后的OFDM时域信号{x_CF(n),n＝0,…,N_s‑1}的值，作为迭代限幅滤波后的OFDM时域信号{y(n),n＝0,…,N_s‑1}。