[发明专利]一种选择最佳导频序列抑制水声OFDM信号峰平比的方法

说明书

本发明涉及一种选择最佳导频序列抑制水声OFDM信号峰平比的方法，其方法为：在发射端，(1)将信息序列经过QPSK映射和串并变换后，装载到信息子载波上；(2)通过组合Gold序列建立导频序列集合，将集合中的导频序列分别装载到导频子载波上，然后进行OFDM调制，选择峰平比最小的发射信号；在接收端，通过相关运算，在导频序列集中挑选出与接收导频序列相关性最大的本地导频序列，然后依次进行信道均衡，OFDM解调，QPSK逆映射，最后恢复信息；本发明在降低峰平比的同时，消除边带信息，保证解码正确性。

技术领域

本发明属于水声通信技术领域，尤其涉及一种选择最佳导频序列抑制水声OFDM信号峰平比的方法。

背景技术

随着海洋科学和海洋开发的发展，水声通信技术的研究越来越受到重视，其中水声OFDM通信技术已经成为研究热点。

高速水声通信是水声通信发展的重要方向之一，制约水声通信速率的一个重要因素是水声信道带宽的限制。OFDM通信体制将信息调制在时域相互正交的子载波上，由于正交性，尽管这些子载波在频域相互混叠，但在接收端仍能被分离出来，同时各子载波采用频谱效率高的QAM和MPSK调制方式，进一步提高了OFDM系统的频谱效率。因而较其他常用的水声通信体制(例如MFSK，DSSS)而言，OFDM具有更好的频谱利用率，同时OFDM把一个宽带频率选择性信道划分成多个窄带平坦衰落信道，从而“先天”具有很强的抗多径衰落和抗脉冲干扰能力，因此非常适合应用于高速水声通信。

但是OFDM通信技术也有其自身的技术缺陷，传统的OFDM技术存在峰值功率与平均功率比值(峰平比)较大的缺陷。这导致在实际系统实现过程中，对发射机端的功率放大器的线性要求高。如果放大器的动态范围不能满足信号的变化，则会对信号带来畸变，使叠加的信号频谱发生变化，从而使各个子载波信号之间的正交性遭到破坏，产生互相干扰，使系统性能恶化。

降低OFDM信号峰平比的方法有很多：1、限幅类技术，主要包括限幅法和压扩法，这类方法可以较大幅度的降低峰平比，但是由于对原始信号产生了非线性变换，破坏了子载波之间的正交性，所以对解码的正确性产生影响。2、概率类技术，主要包括选择性映射法(SLM)和部分传输序列法(PTS)，这类方法对解码正确性没有影响，但是会产生额外的边带信息，减少频谱利用率。3、编码类技术，主要构造互补Golay序列，Newman序列等，这类技术可以较大幅度地降低峰平比，但是是以增加编码冗余度，减少频谱利用率为代价。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种选择最佳导频序列抑制水声OFDM信号峰平比的方法；通过组合Gold序列建立导频序列集合，然后搜索选择最佳导频序列，进而产生峰平比低的OFDM信号；这种方法利用Gold序列良好的自相关性和互相关性，在有效降低峰平比的同时，消除边带信息，保证解码正确性，提高频谱利用率。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，包括如下步骤：

在发射端，

1)、将源信息进行QPSK映射和串并变换；

2)、将第1步的输出信息装载在预设的信息子载波上；

3)、生成N条Gold序列g_n＝[g₀,g₁,…,g_N-1]，利用g_n产生导频序列集合{m_k＝g_p+j*g_q}，其中p＝0,1,2,…N-1，q＝0,1,2,…N-1，k＝N×p+q且k＝0,1,2,…N²-1，

4)、根据计算量要求，选取导频序列集合的一个子集，将子集中的序列逐条装载在预设的导频子载波上，然后联合信息子载波进行OFDM调制，计算信号的峰平比，选择峰平比最小的信号；