[发明专利]一种低计算复杂度的自适应带内处理约束限幅算法

说明书

技术领域

本发明涉及正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称OFDM）移动通信系统中对OFDM信号进行改善的技术领域，特别是涉及一种用于降低OFDM系统PAPR的低计算复杂度的自适应带内约束限幅方法。

背景技术

然而，OFDM系统高峰均功率比的缺点严重影响了系统的性能。为了降低峰均功率比，人们已经提出了许多解决方案，大体分为三类方法：编码类方法、扰码类方法、预畸变类方法。每种方法都有自己的特色，但也都存在各自的缺陷。编码类方法为线性过程，但对信号编解码比较麻烦，信息速率较低。扰码类方法着眼于努力使信号峰值出现的概率降低，虽然其能有效的降低信号的PAPR，但是其计算复杂度非常大。预畸变类方法与以上两类方法相比，最直接最简单。约束限幅法是预畸变技术中的一种，具有简单高效等优点而被众多OFDM系统所采纳。根据不同的OFDM符号自适应的采用不同的EVM对限幅后的信号进行带内处理，能够在满足系统平均EVM要求的前提条件下有效地降低系统的PAPR。文献“Li Qiang,“Research on the key technologies of PAR reduction for WIMAX(chineses)”Master Dissertation,University of Electronic Science and Technoligy of China,July 2008”中提出的算法在限幅后调整部分OFDM符号的EVM，从而造成平均EVM达不到系统要求，固定了迭代次数也导致了收敛速度很慢。文献“Wanzhi Ma,Shihai Shao,and Youxi Tang,“Adaptive Step Size for OFDM CFR with Cognitive Clipping,”IEEE Conferences,pp.1-4,2010”提出了一种自适应约束限幅算法，但是在带内处理时，不能一次直接选定最佳EVM值，需要在以后的迭代限幅中，根据每次的效果来不断改变EVM使其趋向最佳值。因此需要较多的迭代次数才能达到理想的效果，增加了系统的计算量。

根据时域信号改变量和频域信号改变量的对应关系，本发明提出了一种根据不同OFDM符号的时域特征，直接确定在带内处理时所采用EVM值的方法。将此方法应用到约束限幅算法中，对限幅后的信号自适应的进行带内处理，与传统自适应约束限幅算法相比，能够使系统在满足平均EVM门限的条件下，有效的降低PAPR，并降低计算量。

发明内容

为更有效地克服OFDM系统中存在的上述缺陷，本发明目的是提供一种可以降低OFDM系统中峰均功率比，并能更有效地应用于实际通信系统中的方法。

本发明的创新之处在于根据时域信号和频域信号变化量之间的关系，提出在约束限幅算法的带内处理过程中所采用EVM值的确定方法。

本发明的创新之处在于确定EVM值的方法跟OFDM符号的时域信息有关，不同的OFDM符号之间算出的EVM值基本不同，从而实现了自适应带内处理。仿真结果证明，本发明提出的算法可以比传统方法更好的降低PAPR，并极大的降低的算法的计算量（只需极少的迭代次数）。

本发明是一种低计算复杂度的自适应带内处理约束限幅算法。所述方法具体过程包括以下步骤：

步骤1输入比特流，对其进行调制、串并转换，再进行反傅里叶变换，将频域信号变换为时域信号

步骤2根据OFDM系统的要求，设置平均EVM值为一个固定值T_h，利用式（1）求解CR_m：