[发明专利]基于三维信号插入降低OFDM系统峰均功率比的方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于三维信号插入降低OFDM系统峰均功率比的方法及系统。在传统DSI方法的基础上，提出了用三维信号代替传统未携带信息的虚拟序列插入到OFDM信号子载波，每个三维信号占用两个子载波，与传统DSI方法相比数据传输效率没有降低。由于三维信号星座图提供了更大的搜索自由度，所以在同样的搜索复杂度和系统数据传输效率条件下能更有效地改善OFDM系统的峰均功率比，并且不需要发送边带信息。另外，与插入二维信号相比，在不改变发送的OFDM信号平均功率前提下，三维信号星座图具有更大的最小欧几里德距离，因此系统的差错性能也可以得到一定的提高。

主权项

1.一种基于三维信号插入降低OFDM系统峰均功率比的方法，其特征在于，包含如下步骤：/n(1)将信源产生的二进制数字信号输入串并转换模块进行处理，把串行的比特流转换为并行数据，其中每k＝log₂M比特一组作为索引信号输入映射器，M为所采用二维信号星座图的尺寸；/n(2)将步骤(1)的输出信号通过星座图映射到频域OFDM信号的每个子载波，每个子载波表示为一个复数或实数形式，所述映射由二维信号映射和三维信号映射两部分组成，OFDM信号的前N–2L个子载波采用二维信号星座图进行映射，后2L个子载波采用三维信号星座图进行映射，其中N为OFDM信号的子载波数，L为插入的三维信号个数；/n(3)通过IFFT操作将步骤(2)映射后得到的频域OFDM信号调制到时域；/n(4)将步骤(3)得到的时域OFDM信号输入峰均功率比比较器，通过搜索算法找到最佳的插入三维信号序列组合，使OFDM信号的峰均功率比最小化；/n(5)将步骤(4)得到的峰均功率比最小化的OFDM信号输入到并串转换模块，把并行数据转换为串行数据，再通过信道进行传输；/n(6)接收端将接收信号输入串并转换模块进行处理，把串行数据转换为并行数据；/n(7)将步骤(6)处理后的信号进行FFT操作，把时域OFDM信号转换到频域；/n(8)对步骤(7)的输出信号进行解映射处理，前N–2L个子载波进行二维信号解映射处理，后2L个子载波进行三维信号解映射处理；/n步骤(2)中将串并转换模块的输出信号分别通过二维信号映射和三维信号映射的具体步骤如下：/n(21)OFDM信号的前N–2L个子载波采用二维信号星座图进行映射，每个子载波映射为一个复数数据，映射后的基带信号表示为：/nX_2D＝[X_m,0 X_m,1 ... X_m,N-2L-1]；/n式中：X_m表示复数数据，其代表二维星座图中的一个信号点，0≤m≤M-1；/n(22)OFDM信号的后2L个子载波采用三维信号星座图进行映射，每个三维信号占用两个子载波，一个为复数数据，一个为实数数据，映射后的基带信号表示为：/nX_3D＝[S_m',0 S_m',1 ... S_m',L-1]＝[x_m',0+jy_m',0 z_m',0 x_m',1+jy_m',1 z_m',1…x_m',L-1+jy_m',L-1z_m',L-1]；/n式中：S_m’＝(x_m’+jy_m’ z_m’)表示三维星座图中的一个信号点，0≤m’≤M’-1，x、y和z表示所插入信号在三维星座图中的坐标，三者可通过任意组合，组成一个复数和一个实数，M’表示所采用的三维信号星座图尺寸，M’>M，对于三维信号映射，每两个子载波对应两个或两个以上的三维信号，它们代表同样的比特信息，映射时进行随机选取；映射后的频域基带OFDM信号表示为：/nX＝[X_2D X_3D]＝[X_m,0 X_m,1 ... X_m,N-2L-1 S_m',0 S_m',1 ... S_m',L-1]；/n所述步骤(2)～(4)包括如下步骤：/n(41)输入的索引信号经过二维信号映射器和三维信号映射器映射后，分别进行零填充，映射和零填充后的子载波信号分别表示为：/n /n /n对X'_2D、X'_3D分别进行IFFT调制，调制后的时域OFDM信号可表示为：/ns_T＝ifft(X'_2D)+ifft(X'_3D)；/n式中：ifft表示快速反傅里叶变换操作，两部分调制后的信号进行叠加再输入到峰均功率比比较器计算峰均功率比作为初始比较值；/n(42)设置映射三维信号子载波X_3D的索引变量i＝1；/n(43)分别用其它的表示相同比特信息的三维信号替换原信号，选择一个使OFDM信号峰均功率比最小的三维信号；/n(44)将i加1后作为新的i，返回至步骤(43)，直到i＝L+1搜索过程结束。/n