專利名稱：基于選擇性序列降低ofdm/oqam系統(tǒng)的峰均功率比的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于基于偏移正交幅度調(diào)制的正交頻分復(fù)用(0FDM/0QAM)系統(tǒng)的無線和有線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及采用選擇性序列降低0FDM/0QAM系統(tǒng)的峰均功率比的方法。
背景技術(shù)：
基于偏移正交幅度調(diào)制的正交頻分復(fù)用(0FDM/0QAM)技術(shù)是一種有前途的多載波調(diào)制技術(shù)，因?yàn)樗哂懈哳l譜分辨率和大容量數(shù)據(jù)傳輸率等優(yōu)勢，獲得了廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)比較，0FDM/0QAM系統(tǒng)的部分技術(shù)優(yōu)勢可總結(jié)如下1)當(dāng)用戶不同步時(shí)，可以很好地執(zhí)行子載波的分配；2)通過設(shè)計(jì)符合(近似)完美重塑條件的原型濾波器脈沖，在不需要循環(huán)前綴的前提下，仍然可以得到更小的碼間干擾和信道間干擾；3)通過與OQAM調(diào)制的濾波器組結(jié)合，可以得到最大化的數(shù)據(jù)傳輸速率；4)可以完成高性能的頻譜感知；5)通過原形濾波器的設(shè)計(jì)可以使頻譜的旁瓣更低，使得系統(tǒng)可以相鄰頻段之間的干擾更低；6) 頻譜感知和數(shù)據(jù)傳輸可以同步進(jìn)行。因此，對于LTE-advanced和IMT-advanced等來說， 0FDM/0QAM作為一個(gè)好的候選方案被提出來。例如，對于動(dòng)態(tài)頻譜接入和認(rèn)知無線電，OFDM/ OQAM已經(jīng)被選為物理層很有前途的技術(shù)，其中頻譜感知和數(shù)據(jù)傳輸可以同時(shí)進(jìn)行，也就是說，同樣的濾波器組不僅可以用于頻譜感知也可以用于數(shù)據(jù)傳輸，這保證了系統(tǒng)的兼容性性能。這對于高效的機(jī)會(huì)通信系統(tǒng)是一個(gè)關(guān)鍵設(shè)施。但是，在0FDM/0QAM系統(tǒng)中，一些有挑戰(zhàn)性的問題仍然沒有解決。其中最關(guān)鍵的問題之一就是它的高功率放大器(HPA)的設(shè)計(jì)，因?yàn)?FDM/0QAM信號的峰均功率比(PAPR)太大。通常情況下，HPA工作在飽和區(qū)域或者接近飽和區(qū)域其輸出功率效率最大。因此，由于輸入信號的高PAPR，無記憶非線性失真將被引入到通信信道，導(dǎo)致帶外頻譜再生。因此，在 0FDM/0QAM無線通信系統(tǒng)中，降低信號的高PAPR非常重要。人們已經(jīng)提出很多技術(shù)來降低傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)的PAPR。例如編碼技術(shù)，多音預(yù)留， 壓擴(kuò)技術(shù)等。但是，所有降低OFDM信號的PAPR的方法都不能直接應(yīng)用于0FDM/0QAM系統(tǒng)中。因?yàn)?，在傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)中，每個(gè)OFDM符號在時(shí)域上是獨(dú)立的，相鄰OFDM符號之間不存在交疊。因此，一個(gè)OFDM符號的PAPR的降低不會(huì)影響之前或之后符號的PAPR的降低。但是，在0FDM/0QAM系統(tǒng)中，時(shí)域符號存在交疊。因此，我們獨(dú)立地降低每個(gè)0FDM/0QAM符號的PAPR會(huì)對其他符號造成影響，從而導(dǎo)致最終的PAPR降低的效果不好。

發(fā)明內(nèi)容
針對0FDM/0QAM系統(tǒng)中信號峰均功率比較高，而現(xiàn)有控制和降低OFDM信號峰均功率比的方法卻不能直接應(yīng)用于0FDM/0QAM系統(tǒng)中，本發(fā)明提出了基于選擇性序列降低 0FDM/0QAM系統(tǒng)的峰均功率比的方法，該方法在降低0FDM/0QAM系統(tǒng)的峰均功率比的同時(shí)， 能保證系統(tǒng)的功率譜密度和誤碼率性能不受影響，并提高HPA的工作效率，節(jié)省功耗。本發(fā)明提供的一種基于選擇性序列降低0FDM/0QAM系統(tǒng)的峰均功率比的方法，設(shè)一個(gè)0FDM/0QAM系統(tǒng)的信源數(shù)據(jù)包包含M個(gè)數(shù)據(jù)塊，每個(gè)數(shù)據(jù)塊包含N個(gè)q進(jìn)制符號；其中，q = 21，1，M和N均為正整數(shù)，其特征在于，該方法包括下述步驟(1)輸入的數(shù)據(jù)流經(jīng)過編碼、交織、調(diào)制后得到一個(gè)信源數(shù)據(jù)包X = [X0, X1,...， Xm-J，其中Xm是X中的第m個(gè)數(shù)據(jù)塊，表示為Xm = [Xm(0)，Xm (1)，...，Xm(N-I) ]τ，其中Xm(η) 表示第m個(gè)數(shù)據(jù)塊的第η個(gè)數(shù)據(jù)符號，并且Xm (n) = affl (η) +Jbffl (η)，η = 0，1，. . .，N_1，其中 affl(n)和bm(n)分別是Xm(η)的實(shí)部和虛部，j為虛部符號，T表示矩陣的轉(zhuǎn)置；(2)對輸入數(shù)據(jù)符號進(jìn)行N倍上采樣，Xm中的第η個(gè)數(shù)據(jù)符號得到的上采樣后的信號KXO記為KXO = X 沖-W)，其中T為一個(gè)數(shù)據(jù)符號持續(xù)時(shí)間，t為時(shí)間變量，t > 0，
il, t = 0
沖擊函數(shù)科0=。.，然后將得到的信號通過原型濾波器h(t)，并且將的虛部延 [U, e/sexm (t)
時(shí)f，則I中的第η個(gè)數(shù)據(jù)符號通過濾波器后并調(diào)制到載波上的符號信號‘⑺表示為
權(quán)利要求
1. 一種基于選擇性序列降低OFDM/OQAM系統(tǒng)的峰均功率比的方法，設(shè)一個(gè)OFDM/OQAM 系統(tǒng)的信源數(shù)據(jù)包包含M個(gè)數(shù)據(jù)塊，每個(gè)數(shù)據(jù)塊包含N個(gè)q進(jìn)制符號；其中，q = 21，1，M和 N均為正整數(shù)，其特征在于，該方法包括下述步驟(1)輸入的數(shù)據(jù)流經(jīng)過編碼、交織、調(diào)制后得到一個(gè)信源數(shù)據(jù)包X= [Xci, X1, ...，Xm-J， 其中Xm是X中的第m個(gè)數(shù)據(jù)塊，表示為Xm=隊(duì)⑶義⑴，…義⑴-⑴^其中父^!!)表示第m個(gè)數(shù)據(jù)塊的第η個(gè)數(shù)據(jù)符號，并且Xm (n) = affl (η) +Jbffl (η)，η = O，1，. . .，N_1，其中am (η) 和bm(n)分別是Xm(η)的實(shí)部和虛部，j為虛部符號，T表示矩陣的轉(zhuǎn)置；(2)對輸入數(shù)據(jù)符號進(jìn)行N倍上采樣，Xm中的第η個(gè)數(shù)據(jù)符號得到的上采樣后的信號 <⑴記為= 沖-《O，其中T為一個(gè)數(shù)據(jù)符號持續(xù)時(shí)間，t為時(shí)間變量，t > 0，沖il, t = Q擊函數(shù)科0= ’ ，然后將得到的信號通過原型濾波器h(t)，并且將的虛部延時(shí) [U, elsexm (t)I，則Xm中的第η個(gè)數(shù)據(jù)符號通過濾波器后并調(diào)制到載波上的符號信號‘⑺表示為「τ ] ； (— +-)< (0 = (n)h(t -mT) + jbm (n)h(t ---ηιΤ)γ τ 2^ . M2^tt) . ( 2π ^ TΛ . ( .2π ^ ΤΛ 其中e τ 2 =Sin (— + -) +JCOS (—^ + γ) l·(3)采用選擇性序列降低峰均功率比(3. 1)產(chǎn)生U個(gè)相位旋轉(zhuǎn)序列，其中每個(gè)相位旋轉(zhuǎn)因子選自預(yù)設(shè)集合{1，_1}，記U個(gè)相位旋轉(zhuǎn)序列為 Paif—Iu = 0，1，...，U-1，其中 if e{l,-l},n = 0，1，...，N_1，記=[< ，巧，a，...，C—”表示作用于第m個(gè)數(shù)據(jù)塊的相位旋轉(zhuǎn)序列，且令Pm,u = Pu ； (3. 2)初始化m = 0，對第m個(gè)數(shù)據(jù)塊分別乘以U個(gè)相位旋轉(zhuǎn)序列得到U個(gè)候選信號N-I‘ω=Σ<(#0>=οΛ...，"-ιM=O并計(jì)算這U個(gè)候選信號的Wi3A"max Γ| 0 (012] ΡΑΡΙζ =IOlog100a^ /λ|2 ,u = 0,1,...,U-I其中E[口]表示求平均值；(3. 3)記最小的iMP《為，其對應(yīng)的信號塊為《(0，對應(yīng)的相位旋轉(zhuǎn)序列序號記做S。，并且令m = m+l ；(3. 4)對第m個(gè)數(shù)據(jù)塊分別乘以U個(gè)相位旋轉(zhuǎn)序列得到U個(gè)候選信號N-I M=O并計(jì)算這U個(gè)候選信號的WPiCW-IP^=IOlog10-r y -η~^,u = 0,l,...,U-l·,m—lε Σζω+^,ωι2_ p=Q_(3. 5)記最小的R4PR"m為ΡΑΡ ζ，其對應(yīng)的信號塊為《(O，對應(yīng)的相位旋轉(zhuǎn)序列序號記做Sm，并且令m = m+1 ；(3.6)如果m<M，轉(zhuǎn)到步驟(3.4)；否則，計(jì)算最終的輸出信號印)，M-I印)=Σ芝ω w=0轉(zhuǎn)到步驟⑷；(4)設(shè)優(yōu)化的相位旋轉(zhuǎn)序列序號為S = [S0, S1, ...，SM_J，將輸出的信號^⑴送入信道， 并將序列S作為邊帶信息送入信道。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于選擇性序列降低OFDM/OQAM系統(tǒng)的峰均功率比的方法。該方法在輸入數(shù)據(jù)流經(jīng)過編碼、交織、調(diào)制之后，將得到的信源數(shù)據(jù)包進(jìn)行上采樣之后分別通過濾波器組，然后對得到的每個(gè)數(shù)據(jù)塊的時(shí)域信號按照順序分別選擇優(yōu)化的相位旋轉(zhuǎn)序列，最終選擇峰均功率比最小的信號進(jìn)行傳輸，并將相位旋轉(zhuǎn)序列的信息作為邊帶信息發(fā)送。本發(fā)明能有效地降低OFDM/OQAM系統(tǒng)的峰均功率比，同時(shí)保證了系統(tǒng)的功率譜密度和誤碼率性能不受影響，并且提高了HPA的工作效率，節(jié)省了消耗的能量。
文檔編號H04L27/26GK102238126SQ20111016936
公開日2011年11月9日 申請日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者周洋, 江濤, 黎偲 申請人:華中科技大學(xué)