[发明专利]一种非连续可用的子载波CI-OFDM码添加方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及在子载波非连续可用的情况下，一种非连续可用的子载波CI-OFDM码添加方法。

背景技术

认知无线电技术最早是由Joseph Mitola III博士于1999年提出，它的核心思想是通过频谱感知获得在当前时间可用的频谱，利用这些频谱进行数据的传输，从而从整体上大大提高了频谱的利用率。

基于认知无线电的思想，应用到正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)系统中去，部分子载波将被主用户占用，频谱不再是连续可用的。根据这一特点，非连续OFDM(Non-Contiguous Orthogonal Frequency Division Multiplexing，NC-OFDM)即通过未被占用的子信道进行数据传输，而对被占用的子信道对应的子载波置零，避免对主用户的干扰。

作为多载波传输技术中的OFDM技术拥有频谱利用率高、实现简单、易于与其它技术进行结合等优点，因而广受科研和工程领域的青睐，并作为4G的关键技术获得广泛推广。但是OFDM技术也拥有自身的一些缺陷，其中过高的峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio，PAPR)为制约OFDM系统工程应用的主要问题之一。

OFDM系统的时域输出表现为多个子载波信号的叠加，这样势必造成合成信号会产生很高的PAPR，这对发射机功放的线性度提出了很高的要求，增加了设备的精度要求。同时过高的功率还会造成很大的浪费，与高能效要求的下一代通信系统背道而驰。

针对这一问题，很多学者进行了研究，提出了各种降低OFDM系统PAPR的方法，其中，文献1“High-throughput,high-performance OFDM via pseudo-orthogonal carrier interferometry spreading codes(W.D A,Nassar C R and Z.Wu.IEEE Transactions on Communications,vol.51,iss.7,1123-1134,July 2003)”提出了一种CI-OFDM传输技术，它利用一种正交的CI码，将每个并行单独地在子载波上传输的数据扩展到所有子载波上进行同时传输，使得调制的每个子载波时域波形的峰值均匀错开，不再像OFDM时域波形一样是由所有子载波的信号叠加而成，从而使子载波间在理论上的发送功率相同，从而降低了发送信号的PAPR。

文献2“载波干涉OFDM系统信号检测技术研究(高培.成都:电子科技大学2011.)”将CI-OFDM技术应用到子载波非连续可用的情况下，设计了一种CI码添加方法，提出了不连续CI-OFDM系统。但这种方法只对数据子载波进行CI扩展，由于主用户导致的空闲子载波的存在，使得子载波的正交性受到了一定程度的破坏，导致PAPR抑制的幅度较小。

发明内容

本发明提出了一种非连续可用的子载波CI-OFDM码添加方法，所述方法对数据子载波和空闲子载波同时进行CI扩展，不仅抑制了PAPR问题，且兼顾了子载波的正交性，最终发射信号的PAPR获得了更大程度的降低。

一种非连续可用的子载波CI-OFDM码添加方法，包括如下步骤：

S1、获取频谱信息：

获取主用户信息，得到空闲频谱标记向量Λ＝[Λ₁,Λ₂,...,Λ_N]，设所述空闲频谱标记向量Λ中0元素个数为N_zero，其中，若第i个子载波被占用时，Λ_i＝0，若第i个子载波未被占用时，Λ_i＝1，N表示子载波的数量，N_zero表示N个频点中有N_zero个频点被占用，即可用频点为N-N_zero，i＝1,2,...,N，N为正整数；

S2、进行CI码扩展：

根据S1所述可用频点N-N_zero得到N-N_zero个调制信号，所述N-N_zero个调制信号以S1所述的空闲频谱向量Λ为索引，构建CI扩展前的N维频域发送信号X，对所述信号X进行CI码扩展，即做N点的IDFT运算，得到信号X_CI，其中，X_CI为非零的N维向量；