[发明专利]一种适用于降低OFDM系统峰均比的低复杂度方法

权利要求书

1.一种适用于降低OFDM系统峰均比的低复杂度方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、设定系统模型各项参数，定义用于数据传输的子载波集合以及信号向量d_n；

S2、设计信号向量d_n，对信号向量d_n进行处理得到频域发射信号，通过频域发射信号获取到时域发射信号；

S3、采用添加抑制信号模块来抑制发射信号的频谱旁瓣和降低PAPR：

对时域发射信号填加循环前缀，然后对处理完的时域发射信号添加抑制信号模块，得到发射信号；

S4、降低PAPR：采用PAPR来衡量发射信号的波动，PAPR表示信号功率的峰值与均值之比，采用互补累积分布函数衡量PAPR；

S5、将降低频带干扰、抑制PAPR和抑制信号的功率约束联合成优化问题，并利用设计好的交替方向乘子算法求解该优化问题。

2.根据权利要求1所述的一种适用于降低OFDM系统峰均比的低复杂度方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

S1.1、设定一个单链路OFDM系统，该系统由在瑞利信道上进行通信的发射机和接收机组成；

S1.2、为了便于分析且不失一般性，假设一个相邻用户，在OFDM系统的传输频带内跨越K个子载波的带宽上进行操作；因此，OFDM发送器/接收器对应控制其传输，以使对该相邻用户的干扰最小；

S1.3、假设子载波的总数为N，相邻用户跨越频带中{i+1,...,i+K}个子载波是无效的；剩余的N_d个数据子载波{1,...,i}∪{i+K+1,...,N}，通过包含在向量中的一组QAM符号进行调制。

3.根据权利要求1所述的一种适用于降低OFDM系统峰均比的低复杂度方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

S2.1、将剩余N_d个数据子载波进行串并转换，变为并行数据；

S2.2、进行映射操作，对跨越的K个数据进行处理，使频域发射信号d_n重新变为

S2.3、获得的频域信号d_n再对其进行IDFT，得到时域发射信号。

4.根据权利要求1所述的一种适用于降低OFDM系统峰均比的低复杂度方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：

S3.1、对于步骤S2中得到的时域发射信号添加CP，得到的时域OFDM信号将以矢量形式表示为x＝[x₁,...,x_N+L]^T＝AF^HMd；其中是添加CP矩阵，F^H是N点离散傅里叶逆变换矩阵，是子载波映射矩阵；

S3.2、在发射信号上添加时域抑制信号c，其中

S3.3、将抑制信号表示为c＝Ps，发射端的信号就变成t＝x+c＝AF^HMd+Ps，其中

S3.4、接收器收到的频域信号向量表示为：r＝Ht+n，其中，r是接收信号向量，H表示OFDM的信道矩阵，n是独立同分布的复高斯噪声，其每个分量的均值为0，方差为N₀；

S3.5、对于一个给定的频域信号OFDM调制后的基带发射信号表示为：

其中，T为OFDM符号时间，Δf为子载波频率间隔，N为子载波数。

5.根据权利要求1所述的一种适用于降低OFDM系统峰均比的低复杂度方法，其特征在于，所述步骤S4中PAPR的表达式如下：

其中，||·||_∞表示无穷范数，||·||₂表示2范数，E{·}表示期望运算。

6.根据权利要求1所述的一种适用于降低OFDM系统峰均比的低复杂度方法，其特征在于，所述步骤S4中互补累积分布函数表示为：

CCDF(α)＝Pr{PAPR＞α}＝1-(1-e^-α)^N (3)

其中，α表示PAPR的门限值。