[发明专利]一种降低OFDM信号峰均功率比的分段压扩算法

说明书

本发明公开了一种降低OFDM信号峰均功率比的分段压扩算法，涉及无线通信领域，本发明利用时域OFDM信号幅值概率分布的稳定性，即当OFDM信号载波数N≥64时，其时域信号幅值的概率分布保持稳定的特点，可利用其幅值的累积概率分布函数设计压扩参数表，对不同幅值区间的OFDM时域信号进行分段压缩，使压缩后的OFDM时域信号幅值呈均匀分布，降低时域OFDM信号的峰均功率比；接收端则利用相反的方式对接收OFDM时域信号进行逆向扩展还原，进一步解调出原信号。本发明的分段压扩算法，算法计算量小，处理效率高；算法充分利用OFDM时域信号幅值分布特点设计压扩比，对不同调制阶数和载波数的OFDM信号均具有较好适应性。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，更具体的是涉及一种降低OFDM信号峰均功率比的分段压扩算法。

背景技术

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)技术不仅具有良好的抗衰落和抗多径干扰性能，且具有频谱利用率高、易于实现的优点，在无线通信领域得到广泛应用，是4G无线通信系统的核心技术之一。

尽管OFDM系统具有良好的抗多径干扰性能，但由于其多载波叠加的特点，使OFDM时域信号峰均功率比较高，容易进入放大器件的非线性工作区，引起如图1所示的信号的非线性失真。为避免信号非线性失真，提高系统性能，一种解决方案是提高系统部件的动态范围，但该方案一方面提高了系统的设计复杂度，同时也不利于能量的有效利用；另一种解决方案则是通过采取有效措施，降低OFDM时域信号的峰均功率比，其一方面降低了系统硬件复杂度，同时可提高能量利用率，延长移动终端电池的续航时间。

目前，降低OFDM信号峰均功率比的方法大致可以分为四大类，即编码法、选择性映射法、部分系列传输法以及信号预失真算法；其中，信号预失真算法通过直接对OFDM时域信号进行处理，原理简单且代价小，非常适用于硬件受限的场合，而压扩法则是预失真算法中较为常用的一种，受到广泛关注。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决OFDM时域信号峰均功率比过高，在发射过程中容易使放大器进入非线性区，造成信号非线性失真的问题，本发明提供一种降低OFDM信号峰均功率比的分段压扩算法。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种降低OFDM信号峰均功率比的分段压扩算法，包括如下步骤：

S1：在发送端对待传输数据经编码调制处理后，得到OFDM频域信号，OFDM频域信号再经IFFT变换及归一化处理，生成归一化的OFDM时域信号；

S2：通过对OFDM时域信号进行统计分析，得到OFDM时域信号幅值的累积概率分布函数F(x)，通过累积概率分布函数F(x)计算得到压扩参数表；

S3：利用压扩参数表对OFDM时域信号进行分段压缩，并添加保护区间，然后将分段压缩后的OFDM时域信号进行模数转换后，发送到接收端；

S4：接收端对接收到的信号进行预处理后，得到归一化的OFDM时域压缩信号；

S5：利用与S3中相同的压扩参数表，对OFDM时域压缩信号进行逆扩展变换，将OFDM时域压缩信号扩展恢复为压缩前的OFDM时域信号；

S6：对恢复的OFDM时域信号进行解调与信道译码，获得所传输的数据。

进一步的，所述S1中编码调制处理具体为：对待传输数据进行信道编码、MQMA高阶调制，得到OFDM频域信号，OFDM频域信号再经过IFFT变换转化为OFDM时域信号。

进一步的，根据S2中的累积概率分布函数F(x)得到一组与信号分布律相关的幅值参数A＝[A₀,A₁,…,A_m]，幅值参数A的计算公式为：