[发明专利]一种降低扩频OFDM信号峰值平均功率比的方法

说明书

本发明公开了一种降低扩频OFDM信号峰值平均功率比的方法，包含：在发射端和接收端均设置基于CAZAC序列的基准序列；在所述的发射端上，将待发送数据分别以K位分组组合作为CAZAC序列的循环移位的位数，得到一系列不同循环移位的CAZAC序列，并将所述的CAZAC序列作为OFDM子载波相位数据进行映射，进行IFFT运算后变为时域信号，再通过插值滤波操作，经由DAC输出；在接收端，通过载波同步模块、位同步模块后，得到CAZAC序列的循环移位序列数据，通过本地CAZAC序列与接收到的序列进行互相关运算，根据最大值位置确定CAZAC序列的循环移位数据，从而解调出对应的K位比特数据。

技术领域

本发明涉及抗干扰通信技术领域，特别涉及一种降低扩频OFDM信号峰值平均功率比的方法。

背景技术

扩频通信技术是一种具有较强抗干扰性能的技术，正交频分复用(OFDM)是一种较高数据传输速率和频谱利用率，并能有效对抗频率选择性衰落的多载波调制技术，因而把这两种技术结合可以进一步提高系统的抗干扰和抗多径衰落性能。

OFDM技术将信道分成若干个正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰ICI。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。

在OFDM基础上，利用扩频技术在多个子载波进行扩展频谱传输，可以进一步提高抗干扰性能，这样能够兼顾扩频技术和OFDM两种技术的优点。

但是扩频OFDM系统和OFDM系统一样，它的信号是也是经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，扩频OFDM系统有很高的峰值-平均功率比(Peak to Average Power Ratio，PAPR)。

信号的PAPR定义为信号的瞬时峰值功率和平均功率的比值：

在扩频OFDM系统中，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(ADC)和模数转换器(DAC)的信号量化噪声比。所以它是扩频OFDM系统中最不利的因素之一。功率放大器的效率对于远距离抗干扰应用的军事通信来说非常关键。因此，扩频OFDM系统中的PAPR问题更加重要。

目前，降低扩频OFDM信号PAPR的方法很多，大体可以分成三大类：信号预畸变技术、编码类技术和概率类技术。这三种方法各有特色和着眼点，但每类方法都存在着缺陷。信号预畸变技术直接对信号的峰值进行非线性操作，它最直接，最简单，但会带来带内噪声和带外干扰，从而降低系统的误比特率性能和频谱效率。编码类技术利用编码将原来的信息码字映射到一个具有较好PAPR特性的传输码集上，从而避开了那些会出现信号峰值的码字。该类技术为线性过程，它不会使信号产生畸变。但是，编码类技术的技术复杂度非常高，编解码都比较麻烦。更重要的是，这类技术的信息速率降低得很快，因此只适用于子载波数比较少的情况。概率类技术不像编码类技术那样完全避开信号的峰值，而是着眼于努力降低信号峰值出现的概率。该类技术采用的方法也为线性过程，因此，它不会对信号产生畸变。这类技术能够很有效地降低信号的PAPR值，它的缺点在于计算复杂度太大。

发明内容

本发明的目的是提供一种降低扩频OFDM系统中峰均比的实现方法，使用具有恒包络特性的CAZAC序列作为扩频序列，以N位循环移位实现对K位bit信息进行多进制扩频调制，并把循环移位后的CAZAC序列作为OFDM子载波输入，通过这种设计方式可以有效的降低PAPR，而且计算量小，系统复杂度低。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种降低扩频OFDM信号峰值平均功率比的方法，其特点是，包含：