[发明专利]一种基于喷泉编码控制OFDM信号峰均功率比的信息传输方法

说明书

技术领域

本发明属于采用正交频分复用信号(OFDM)的无线和有线通信技术领域，具体涉及喷泉编码控制OFDM信号峰均功率比的信息传输。

背景技术

在移动无线信道中，信号从发射天线经过一个时变多径信道到达接收天线，会产生时间选择性衰落和频率选择性衰落。信道的时变特性引起信号频谱的展宽，导致Doppler效应，造成信号随时间呈选择性衰落。根据多径信道在频域中表现出的频率选择性衰落特性，人们提出了正交频分复用(OFDM)技术。OFDM正是将频域分割成多个子信道，各相邻子信道间正交重叠，从而提高频谱的利用效率。可见，OFDM一方面能够克服频率选择性衰落，另一方面，取小于相干时间的一段时间间隔作为一个OFDM符号的持续时间，还可以大大降低信道的时间选择性衰落对传输系统的影响。

尽管OFDM技术在提高频谱的效率以及抗信道频率选择性衰落方面具有独特的优势，但OFDM技术仍然存在一些重要问题没有得到很好地解决。其中难点和关键技术就是峰均功率比的控制。由于OFDM信号是由多个子载波信号叠加而成，与恒包络信号如单载波信号相比，OFDM信号的峰均功率比(峰值功率和平均功率之比)将是非常的高。如果信号的峰均功率比很高，发射机功率放大器的线性动态范围将要求很宽。使用宽线性动态范围的功率放大器，将使得发射机的成本将大大增加。使用低线性动态范围的功率放大器虽然可以降低成本，但发送信号将会严重失真，从而导致系统性能的严重下降。为了降低OFDM信号对发送功率放大器的要求，需要降低OFDM信号的峰均功率比。为了降低OFDM信号的峰均功率比，人们提出了很多解决方案。在这些方案中，采用编码方法降低峰均功率比最为引人注目。Tao Jiang和Yiyan Wu在“An Overview：Peak-to-AveragePower Ratio of OFDM Signals”(IEEE Transactions on Broadcasting，vol.54，no.2，pp.257-268，Jun.2008)中总结了降低OFDM峰均功率比的技术发展历程。首先Jones等人提出了加入校验比特的方法将3比特的分组映射为4比特的码字的分组编码来降低峰均功率比。Wulich等人使用循环码，Fragiacomo在此基础上提出了一种简单的分组码降低OFDM信号峰均功率比的方法。后来，人们进一步提出了使用互补码和改进的互补码降低OFDM的方法。虽然使用这些方法可以较好地控制和降低OFDM信号峰均功率比，但这些方法使用固定码率的编码降低峰均功率比，将带来传送信息速率的损失。同时，这些编码方案需要传送编码的边带信息(Side Information)，这将造成稀有的频谱资源的浪费。例如，当分组较大时，使用码率为3/4的互补码降低OFDM信号的峰均功率比时，降低2.75dB的峰均功率比将带来1/4信息传送效率的损失。

可见，上述各种方法降低OFDM信号峰均功率比的效果是有限的，不能完全满足现实通信技术的发展需求。

发明内容

针对OFDM系统因为高的峰均功率比，从而导致发射机功率放大器线性动态范围要求很高或者发送信号的畸变等，而现有的控制和降低OFDM信号峰均功率比方法均存在计算复杂度高和信号发送效率低等缺点，本发明提出了一种基于喷泉编码控制OFDM信号峰均功率比的方法，目的在于实现低复杂度情况下，能根据系统需要来控制OFDM信号的峰均功率比。

本发明提供的基于喷泉编码控制OFDM信号峰均功率比的信息传输方法，设待发送报文包含K个信源数据包，每个信源数据包包含N个q进制符号，则一个待发送的报文由K·N个q进制符号构成；其中，q＝2^m，m为自然数，K和N均为正整数；

包括下述步骤：