[发明专利]一种降低OFDM前导码峰均比的方法

说明书

技术领域

本发明涉及正交频分多路复用(OFDM)通信领域，特别是涉及一种降低OFDM前导码峰均比的方法。

背景技术

在双向突发(burst-oriented)数字通信系统中需要使接收设备与来自发射设备的数据突发同步，这对有线和无线通信系统都成立。通常，通信协议制定者为了在接收侧执行信号检测、自动增益控制(AGC)调节、频偏估计、定时同步和信道均衡，都在发射信号中使用前导码；由于前导码要完成的信号检测、定时同步和频偏估计等功能，要求其自相关性较弱，所以常用随机序列产生，但带来的问题是峰均比较高。如申请号为200680014545.1的中国发明专利申请就公布了一种用于信道估计的前导码结构，这些前导码在发射端被反复发送，在信号中所占的比例很大。另一方面，由于OFDM系统中使用多个载波同时传送调制信息，且载波之间相互独立，随着载波数的增加，叠加后信号的峰均比(峰值功率与平均功率之比)过大，而在射频功放的峰值功率不变的前提下，信号的峰均比越高，则意味着经过射频功放的信号平均功率越小，因此功放的效率越低，因此降低发送信号的峰均比对于提高功放效率，减少散热设计具有重要的意义。如申请号为200910193022.3的中国发明专利申请公布了降低OFDM信号峰均比的方法，该方法包括限幅步骤，时域-频域变换步骤，修正步骤和频域-时域变换步骤，其中的修正步骤包括：(1)从限幅后的频域数据分离出数据子载波数据，导频子载波数据和空余子载波数据；(2)对数据子载波数据根据系统EVM约束进行修正；(3)对导频子载波数据进行复位操作，复位为限幅前数据；(4)对空余子载波数据根据系统的频谱模板进行修正。但这些方法较复杂，且可能改变了OFDM前导码，而接收侧并不知道对前导码的改变，因此采用该技术在接收侧利用前导码执行信号检测，自动增益控制(AGC)调节、频偏估计、定时同步和信道均衡等产生的误差较大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种设计低峰均比OFDM前导码的方法，以降低整个OFDM发送信号的峰均比，同时保证前导码不会被发送端削峰模块处理，保证了接收端利用前导码完成相关功能的准确性。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种降低OFDM前导码峰均比的方法，包括如下步骤：

(1)首先设定前导码的目标峰均比PAR_aim，然后产生二进制随机序列X，对X进行星座映射后得到星座映射后的信号Y，所述的星座映射方式包括BPSK，QPSK，16QAM方式，其中Y的取值根据星座映射方式确定，对于BPSK方式，Y取1，-1；对于QPSK方式，Y取1+j，1-j，-1+j，-1-j；对于16QAM方式，Y取1+j，1-j，-1+j，-1-j，3+j，-3+j，3-j，-1-3j，1+3j，-1+3j，1-3j，-1-3j，3+3j，-3+3j，3-3j，-3-3j；

(2)将步骤(1)星座映射后的信号Y填充到频域指定载波位置上，得到频域信号Z，将频域信号Z保存为原始信号样本Z₀；前导码载波填充位置根据信道估计功能的要求，均匀间隔填充信号，间隔长度根据OFDM系统能容忍的最大多径时延确定，假设系统能容忍的最大多径时延为τ，前导码的总带宽为B，其总的载波数为N，则填充间隔为小于或等于(1/τ)/(B/N)；

(3)依次在原始信号样本Z₀每个被填充的载波位置按星座映射的取值限制改变填充信号的相位或幅度，保持其它填充信号不变，得到频域信号样本Z_j，对频域信号样本Z_j进行反傅里叶变换后得到时域信号样本S_j，其中j表示样本的序号；

(4)计算每个时域信号样本S_j的峰均比(dB)；其中s_j(t)表示时域信号样本S_j中第t时刻的信号，max代表取最大值，mean代表取平均值，‘*’代表取共轭，log10表示取10的对数；

(5)比较得到时域信号样本峰均比PAR(j)的最小值PAR_min；

(6)找到PAR_min对应的信号样本Z_p，用其代替原始信号样本Z₀；