[发明专利]一种降低多载波通信信号PAPR的方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线多载波通信领域，具体涉及一种降低多载波通信信号PAPR的方法。

背景技术

多载波通信技术，尤其是正交频分复用（OFDM）通信技术已经被广泛应用于无线通信中。多载波通信的一个显著缺点是多载波通信信号具有较高的峰值与平均值功率比，简称峰均功率比（PAPR）。较高的PAPR要求通信系统中功率放大器、数模转换器等模块具有较大的线性动态范围，否则会导致带内信号失真和带外频谱泄露，造成OFDM系统性能大幅下降。目前，可以通过（CN102624665A）中的NS-LDPC码来降低多载波通信信号PAPR。

该方法通过采用一种特殊结构的LDPC码，能够有效降低多载波信号PAPR。该方法在降低PAPR的同时可以取得良好的纠错性能，然而较高的编解码复杂度以及较大的存储空间在一定程度上限制了NS-LDPC码在实际系统中的应用。为了加速LDPC码的实用化进展，准循环（Quasi-Cyclic,QC）低密度奇偶校验码就成为一类非常重要的LDPC码，它具有一定的代数结构，所需要的存储空间小，而且具有非常低的线性编码复杂度，它的这些优越特性为进一步的硬件实现奠定了非常良好的基础。

综上所述，当前通过LDPC码降低多载波通信信号PAPR的方法的缺点包括：编解码复杂度较高且所需存储空间较大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种降低多载波通信信号PAPR的方法，可以在降低编解码复杂度以及所需存储空间的情况下，显著降低多载波信号PAPR且几乎不损失系统性能（包括系统误码率和系统数据传输率）。

为实现以上发明目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种降低多载波通信信号PAPR的方法，其特征在于，包括下述步骤：

（1）NS-QCLDPC编码：

根据预先设定的M值，构造NS-QCLDPC码的基矩阵H_b，满足：对于i=0,1,…,m_b-1,r=0,1,…,M-1,card(J_i,r)为偶数，其中，J_i,r={j|a_ij≥0且mod(a_ij,M)=r}，a_ij表示H_b中位于第i行第j列的元素，card(J_i,r)表示集合J_i,r的基数，即集合中包含的元素的个数；

依据构造得到的m_b行n_b列的基矩阵H_b得到m_b×L行、n_b×L列的校验矩阵H，其中，校验矩阵H的每一列对应一个编码比特，设编码比特集合为V，所述V包含M个可反转子集{V⁰,V¹,…,V^M-1}，校验矩阵的第j列对应的编码比特标记为v_j，属于可反转子集V^x，其中，0≤j<n_bL，x=mod（j，M），M为子矩阵维数L的正整数因子；

（2）生成相位矢量：

产生一个相位矢量作为当前相位矢量，相位矢量中的元素（即相位比特）0表示对应的可反转子集不反转，相位矢量中的元素（即相位比特）1表示对应的可反转子集反转；

（3）反转操作：

依据当前相位矢量分别对NS-QCLDPC码中每个可反转子集独立地进行反转操作，称经过反转操作的码字为变化码字；

（4）多载波调制：

依次对得到的当前的变化码字进行符号映射、子载波映射、多载波复用，得到一个多载波信号；

（5）计算当前相位矢量下该多载波信号的PAPR值并记录；

（6）改变相位矢量，重复步骤（3）、（4）、（5）；

（7）比较所记录的多种相位矢量下多载波信号的PAPR值，选择使多载波信号PAPR最小的相位矢量作为最优相位矢量，并称最优相位矢量下对应的变化码字为发送码字；将发送码字进行符号映射、子载波映射、多载波复用后最终经过天线发送出去。

与现有技术相比，本发明提出的采用NS-QCLDPC码降低多载波通信信号PAPR的方法可以在几乎不损失系统性能的情况下显著降低多载波信号PAPR，同时可以降低编解码复杂度以及所需存储空间。较强的实用性使得此方法可应用于采用多载波技术的各种通信系统。

附图说明