[发明专利]一种基于改进选择映射法的OFDM系统峰均比抑制方法

说明书

本发明公开了一种基于改进选择映射法的OFDM系统峰均比抑制方法，包括：对发射端的数据比特流进行调制：设置过采样因子并对调制信号进行过采样处理，提取连续时间信号的细节特征；采用Wash‑Hadamard矩阵作为相位序列获得多组备选信号，对DCT编码信号进行傅里叶逆变换后经过线性组合获得多组时域信号，并设定信号门限功率值A，计算信号功率值A₀；将门限功率值A作为基准值、将信号功率值A₀与门限功率值A进行比较，计算OFDM系统内时域信号的PAPR值并挑选PAPR值最小的一路时域信号进行发送，同时将Wash‑Hadamard矩阵组合发送给接收机，接收机利用此相位序列恢复原始信号。

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，尤其涉及一种基于改进选择映射法的OFDM系统峰均比抑制方法。

背景技术

正交频分复用(Orthogonal Freqency Division Multiple,OFDM)技术作为一种多载波通信技术，由于具有频率利用率高、良好的抗多径衰落以及抗符号间干扰特性成为无线通信系统中一种非常具有吸引力的技术。此外，OFDM技术还可以分别同自适应、空时编码、分集技术、多天线系统等技术进行融合，具有非常优秀的应用前景。但这种多载波调制技术也带来了很多不足。当OFDM系统中有很多子载波且相位相近或一致时，在逆傅里叶变换的过程中就会造成子载波叠加产生大功率信号，导致峰值信号功率与平均功率比值(Peak-to-average Power Ratio,PAPR)过高，进而使得系统性能恶化。

OFDM通信系统中的高PAPR问题既降低了发射端功率放大器的效率、数字模拟转换器(DAC)和模拟数字转换器(ADC)的信号量化噪声比，妨碍了子信道间的正交性，造成子信道间的相互干扰，也降低了OFDM系统的通信距离和覆盖范围，造成了整个通信过程中的可靠性降低和能源利用率下降，可以说高PAPR是OFDM多载波通信系统中最不利的因素之一。

针对OFDM系统峰均功率比过高的问题，目前主要有三类技术对其进行解决，分别是预畸变类技术、编码类技术以及概率类技术。其中概率类技术中的选择映射法(SelectedMapping,SLM)以其优异的性能得到了广泛关注。其核心思想为在发射端产生若干个相互独立代表相同信息的OFDM信号，然后对每组备选信号进行相位序列加权，在信号发射之前对每组信号的PAPR值进行计算，选择峰均比最小的一组信号进行发送。SLM算法的峰均比抑制性能较好，但其算法计算复杂度较高，且为了接收端能够准确解调信号，需要将相位序列的选择作为边带信息进行传输，这就降低了OFDM系统的频谱利用率，限制了其在实际OFDM系统中的应用。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种基于改进选择映射法的OFDM系统峰均比抑制方法，具体包括如下步骤：

对发射端的数据比特流进行调制：通过正交相移键控的调制方法将数据比特流映射至星座点，将二进制数据映射为复数数据，获得频带信号后经过串并转换得到调制信号；

设置过采样因子并对调制信号进行过采样处理，提取连续时间信号的细节特征；

根据OFDM系统中子载波数生成Wash-Hadamard矩阵；

采用Wash-Hadamard矩阵作为相位序列获得多组备选信号：将生成的Wash-Hadamard矩阵与若干组表示相同信息的OFDM信号相乘，利用不同的相位序列对信号的相频信息加扰得到若干组备选信号；

采用DCT变换对获得的若干组备选信号进行处理、根据其能量集中特性，将能量集中于少数子载波上，以达到降低系统峰均功率比的目的，获得DCT编码信号；

对DCT编码信号进行傅里叶逆变换获得时域信号，并根据傅里叶逆变换的线性性质对得到的备选时域信号进行线性变换，获得额外的时域备选信号；

设定信号门限功率值A，计算信号功率值A₀；