[发明专利]基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法及其发射系统

说明书

本发明公开了一种基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法及其发射系统，利用二进制随机序列发生器模块产生二进制序列，并分别利用映射A模块和映射B模块将二进制序列映射为基带频域信号序列S_A和基带频域信号序列S_B；将基带频域信号序列S_A和S_B分别进行分块处理，得到分块处理后的序列X_A和X_B；将分块处理后得到的X_A和X_B进行多次块交织，得到若干个不同的序列A_i和B_j；对若干个不同的序列A_i和B_j分别进行IFFT变换，得到多个不同的候选信号a_i和b_j，即第一部分候选信号；将第一部分候选信号中的多个不同的候选信号a_i和b_j进行相加和幅度加权处理，得到多个新的候选信号，即第二部分候选信号；从全部的候选信号中，选择PAPR值最小的候选信号进行传输。

技术领域

本发明涉及数字通信技术领域，具体涉及一种基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法及其发射系统。

背景技术

正交频分复用作为多载波调制技术的代表，由于其具有高速的数据传输率，并能对抗频率选择性衰落，已被应用到无线通信的很多领域。虽然OFDM技术具有很多优势，但也存在明显不足，峰值功率问题一直是该技术的主要缺陷之一。过高的峰值功率会导致OFDM信号发生畸变，进而导致系统性能恶化。因此，峰值功率问题一直是OFDM技术实用化的最大障碍之一。

对于OFDM系统，输入的二进制比特序列需要先进行映射，映射的方式主要有相移键控(Phase Shift Keying,PSK)或者正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)，经串并转换后，将所获得的并行传输信号分别调制到相互正交的子载波上，最后将这些经过调制的子载波信号叠加起来生成OFDM信号。

对于一个具有N个子载波的OFDM系统，在一个信号周期内，其基带信号可表示为

其中，X_k,k＝0,1,…,N-1是,由输入的二进制序列经PSK或QAM后得到的信号，x_n,n＝0,1,…,N-1表示经OFDM调制后的输出信号。

OFDM系统的输出信号是由若干个子载波信号叠加而成的，当多个子载波信号的相位相似时，所得的OFDM输出信号将具有非常大的峰值功率；尤其是当子载波数量较大时，峰值功率问题会更加严重。

关于OFDM系统的峰值功率问题，通常用峰均功率比(Peak-to-Average PowerRatio,PAPR)来加以描述，该参量可描述OFDM信号峰值功率的变化情况，其定义为在一个OFDM信号周期内，该信号的峰值功率与其平均功率的比值，可表示为

其中，E{·}表示数学期望运算，x＝[x₀,x₁,…,x_N-1]^T。

关于OFDM系统的PAPR性能，通常用互补累积分布函数(ComplementaryCumulative Distribution Function,CCDF)来加以描述，其含义是用超过某一确定PAPR值的概率来表示该随机变量的统计分布特性，即该系统的PAPR性能，其表达式为

其中，N为子载波数，PAPR₀表示某一确定的PAPR值。