[发明专利]一种用于无线通信系统的低PAPR序列设计方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种用于无线通信系统的低峰均比(Peak to Average Power Ratio，PAPR)序列设计方法，低PAPR序列在正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)系统中作为前导码来进行信道估计。 

背景技术

在OFDM系统中，经IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，IFFT)运算之后所有的子载波相加，所以时域的发射信号会有很高的峰值。因此，与单载波系统相比，OFDM系统有很高的峰均比(Peak to Average Power Ratio，PAPR)。事实上，高PAPR既降低了发射机功率放大器的效率，也降低了数/模转换器(Analog to Digital Converter,ADC)和模/数转换器(Digital to Analog Converter,DAC)的信号量化噪声比(Signal to Quantization Noise Ratio,SQNR),所以它是OFDM系统中最不利的因素之一。 

低峰均比序列在OFDM通信系统中有十分重要并且广泛地应用。例如，低PAPR序列可以用来做前导码中的信道估计训练字段。发射端通过发射低PAPR的序列，由于低PAPR序列在传输过程中不易畸变，在接收端可做信道估计。理论研究还表明，低PAPR序列通常都具有极好的自相关性能，这在OFDM无线通信系统中也是非常重要的一个优点。 

与此同时，传统低PAPR序列的产生也有诸多限制。例如LTE中采用的恒包络零相关序列如Zadoff-Chu序列，其只能在一些长度的时候获得良好的PAPR性能，并且其产生的序列元素为不相同的复数，实现起来增加了复杂度。 

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种用于OFDM通信的低PAPR序列设计方法，该方法能产生任意长度的低PAPR序列，并且序列中的元素只有-1和+1，并且该方法实现简单，运用灵活。 

为了更好的理解本发明的内容，首先介绍一下本发明技术方案涉及的相关技术背景：在一个OFDM系统中，一个高速率的数据流被分成N个低速率的数据流由子载波同时传输。每一个子载波被独立的用一种典型的调制方式(例如PSK或QAM)进行调制。逆快速傅里叶变换IFFT产生待传输的OFDM信号。对于一个OFDM符号 Χ＝[X₀,...,X_N-1]^T，其中N是子载波序数。与之对应的时域基带信号可以表示为 

x(n)=1NΣn=0N-1Xnej2πnkLN,n=0,1,...,LN-1]]>          (公式1) 

其中L是过采样因子。 

考虑一个有N个子载波的OFDM系统，其传输信号的PAPR定义如下：