[发明专利]基于双曲压扩及联合限幅的OFDM信号峰平比抑制方法

摘要

本发明公开了一种基于双曲压扩及联合限幅的OFDM信号峰平比抑制方法，主要解决无线OFDM通信系统传输信号的高峰平比问题。其实现步骤为：(1)对信源产生的数据比特流作正交振幅调制；(2)对正交振幅调制符号串并变换后进行OFDM调制，得到原始OFDM信号；(3)对原始OFDM信号作限幅和压扩变换；(4)计算压扩变换后OFDM信号峰平比，并经并串变换后发射；(5)对接收信号串并变换后作解压扩变换；(6)对解压扩信号进行OFDM和正交振幅解调后统计信号误码率。本发明能在OFDM信号峰平比抑制和系统误码率性能之间获得良好的折衷，并且能够保证信号压扩前后的平均功率恒定性，可广泛应用于各类宽带无线OFDM通信系统。

主权项

一种在OFDM系统发送端基于双曲压扩及联合限幅的OFDM信号峰平比抑制方法，包括以下步骤：(1)对信源产生的数据比特流进行正交振幅调制QAM，将数据比特流映射为正交振幅调制QAM符号：X＝(X0，X1，L，Xm，L，XN‑1)，其中，m＝0，1，L，N‑1，N表示OFDM系统包含的子载波个数；(2)对正交振幅调制QAM符号X串并变换后进行OFDM调制，得到原始OFDM信号xn；(3)根据OFDM系统对峰平比PAPR和误码率BER性能的要求，分别设定限幅比CR为区间(0，1)内的某个实数，反双曲正弦压扩函数中的压扩系数k2为区间(0.5，3)内的某个实数，再根据原始OFDM信号xn压扩前后平均功率恒定的要求，确定反双曲正弦压扩函数中的调幅系数k1；(4)根据限幅比CR的值，计算限幅门限Aclip＝CR·A＝CR·max{|xn|}，其中，A是原始OFDM信号xn的峰值幅度，max(·)是最大值求解函数，|·|是求模运算符，根据限幅门限Aclip的值对原始OFDM信号xn进行限幅，得到限幅后的OFDM信号yn；(5)用反双曲正弦压扩函数对限幅后的OFDM信号yn进行压扩变换，该反双曲正弦压扩函数的数学表达式为：zn＝C(yn)＝sign(yn)·k1·asinh(k2·|yn|)其中，zn是压扩变换后的OFDM信号，C(·)是压扩变换函数，sign(·)是符号函数，k1是调幅系数，用于保持原始OFDM信号xn压扩变换前后的平均功率恒定，asinh(·)是反双曲正弦函数，k2是压扩系数，用于控制对限幅后OFDM信号yn的压扩程度，|·|是求模运算符；(6)对压扩变换后的OFDM信号zn进行并串变换，得到发射信号z＝(z0，z1，L，zn，L，zJN‑1)，并通过天线将其发射出去；(7)根据信号峰平比是信号峰值功率与信号平均功率之比的定义，分别计算发射信号z的峰平比PAPRc和原始OFDM信号xn的峰平比PAPRs，二者相差越多则对原始OFDM系统峰平比PAPR性能的改善效果越好。