[发明专利]一种适用于降低OFDM系统峰均比的低复杂度方法

说明书

本发明公开了一种适用于降低OFDM系统峰均比的低复杂度方法，包括如下步骤：设定系统模型，定义用于数据传输的子载波集合以及信号向量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，对时域发射信号插入CP，定义OFDM调制后的基带发射信号；采用PAPR来衡量基带发射信号的波动，采用互补累积分布函数衡量PAPR；利用设计好的线性化交替方向乘子算法获得降低频带干扰、抑制PAPR和抑制信号的功率约束联合成优化问题，求解该优化问题。本发明能够减少带外辐射干扰且有效地降低PAPR值，并且使用LADMM方法只需很少的迭代次数就可以降低发送信号的PAPR，提高了系统运行效率，且不会影响系统的BER性能，更符合工程实际中的应用。

技术领域

本发明涉及无线通信，特别是一种适用于降低OFDM系统峰均比的低复杂度方法。

背景技术

人类社会进入信息化时代，人们对通信的要求越来越高，不断促使着无线通信技术的发展。正交频分复用(OFDM)作为重要的多载波调制技术，通过分解宽带信道变为几个独立的窄带信道，得到较高的频谱利用率和抗频率选择性衰落能力，从而在现代通信系统中得到广泛的应用。但是OFDM系统中含有多个子载波，在调制过程中，多个子载波叠加在一起，在相位一致或者相位相邻时就可能会产生较大的瞬时峰值，从而导致峰均功率比过高。而且载波数越多，峰均比越高。高峰均比信号会超过放大器的线性范围导致信号畸变，使信号的频谱发生变化，导致系统的性能严重恶化。

针对这一问题，已经有许多方法被研究学者提出。主要分为三类：概率类、编码类以及信号预畸变类技术，但是它们都存在信号失真、计算复杂度高等不足。近年来，很多学者将数学优化方法用到OFDM的PAPR抑制中，例如经典的半正定规划(SDP)以及二阶锥规划(SOCP)。虽然这些算法在降低PAPR方面能够达到比较好的效果，但是计算复杂度都相对较高。这样会导致在数据量较大时，出现效率过低，花费时间太长的情况。所以要找出一种既能降低OFDM信号的PAPR，又能提高计算效率，降低算法复杂度的方法。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种适用于降低OFDM系统峰均比的低复杂度方法，从而有效地抑制发射信号的PAPR，同时系统的BER保持良好的状态，与其他方法相比只需很少的迭代次数就可以达到很好的效果。

技术方案：本发明所述的一种适用于降低OFDM系统峰均比的低复杂度方法，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。

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，采用OFDM技术，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；