[发明专利]基于非线性变换的简化双带OFDM系统峰均比抑制方法

说明书

本发明公开了基于非线性变换的简化双带OFDM系统峰均比抑制方法。该方法包括随机生成两路二进制比特流信号A、B，然后同时采用QAM调制进行映射；映射后的两路信号进行有符号数相加后再依次进行IFFT、非线性压缩和余弦化；然后再加入循环前缀与串并转换，得到一段长序列；最后转换为模拟信号进行发送；接收端进行一系列与发送端相反的逆过程即可得到原始信号。本方法所采用的双带OFDM系统，可以减少一对IFFT/FFT的使用，从而降低系统复杂度，通过对非线性变换中常数系数的调整，可以实现系统峰均比和信号误码率的折中，即在保证通信系统性能的前提下很好地降低了信号的峰均比。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及无线通信技术和数据信号处理，具体涉及基于非线性变换的简化双带OFDM系统峰均比抑制方法。

背景技术

无线通信通过电磁波来传播信息，需要在存在多径传输、多普勒漂移等复杂电磁环境的无线衰落信道中完成数据交互。信息时代的飞速发展，进一步推动人们对信息传输速率提出更高要求。传输速率的提高要求信号带宽更宽，而信道不能再保持理想的传输特性，从而导致信号在传输过程中失真，尤其是在具有多径衰落或频率选择性衰落的信道中，信号失真更为严重。为了解决这个问题，并行多载波调制技术(Multi-carrierModulation，MCM)受到极大关注。正交频分复用技术(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing,OFDM)属于一种多载波调制技术，在传统的MCM技术基础上，通过将较大的带宽切割成若干较窄的子通道来传输信号，这些子载波的信道频率响应近似平坦，从而很好得完成了分频多任务的传输，形成了频分复用技术。

OFDM与传统FDM(Frequency Division Multiplexing，频分多路复用)最大的区别，就是OFDM系统中各子信道上的子载波适用于多进制调制，各子载波相互正交且数据传输方式为并行传输，子载波间不相互干扰，有利于接收端对信号的还原。其次，频谱混叠技术使得其频谱利用率和传输速率大大提高。最后，各子载波的调制技术可以不同，并且可以适应信道的变化而自适应地进行改变。目前OFDM技术已被广泛应用于无线通信系统中，主要包括：非对称的数字用户环线(ADSL)、高清晰度电视(HDTV)、无线局域网(WLAN)和第4代(4G)移动通信系统等。

然而由于OFDM符号的固有属性，其内部的多个子载波相位相同或相近时，同向叠加会出现较大的峰值，导致信号产生较高的峰值平均功率比(Peak-to-Average PowerRatio,PAPR)。峰均比偏高是OFDM系统普遍存在的问题，高峰均比要求功率放大器具有更宽的线性工作范围，会提高系统实现难度和成本。现有的峰均比抑制技术主要包括：信号预畸变技术、概率类技术和编码类技术。每种技术都可以通过几种具体算法来实现峰均比的降低，然而这些方法都或多或少会通过牺牲OFDM系统某一方面的性能为代价，来取得较好的峰均比抑制效果，因此对于峰均比抑制算法还有很大的改进和提升空间。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了基于非线性变换的简化双带OFDM系统峰均比抑制方法，克服传统PAPR抑制方法存在的计算复杂度高、频带利用率低、误码率提高等缺陷。

基于非线性变换的简化双带OFDM系统峰均比抑制方法，具体包括以下步骤：

S1:在OFDM系统的发射端生成两路具有伪随机性和周期性伪随机序列A、B，然后分别对两路伪随机序列分别采用正交幅度调制的方法进行映射，得到具有Hermitian对称特性的序列{A}和{B}，每个序列包含2N个OFDM符号，且以A_n＝0、B_n＝0为对称中心共轭分布，n＝1,2,..2N-1。其中，序列{A}由N个子载波及N个子载波的共轭复数组成，序列{B}由N个子载波及N个子载波共轭复数的相反数组成。序列{A}、{B}的符号排列结构如下式(1)和式(2)：

所述映射方法为16QAM调制，具体方法为：