[发明专利]降低OFDM系统峰均功率比的加性扰码方法及其发射系统

说明书

本发明公开了一种降低OFDM系统峰均功率比的加性扰码方法及其发射系统，利用二进制随机序列发生器模块产生二进制序列，并利用BPSK映射模块将二进制序列映射为基带频域信号序列X；接着，对序列X进行快速傅里叶逆变换，获得原始OFDM信号x，并利用加权因子a对原始OFDM信号x进行加权；然后利用加性扰码序列发生器模块产生若干个加性扰码序列S_i,i＝1,2,…,C，并将加权后的原始OFDM信号分别与每个加性扰码序列进行相加，获得若干个不同的OFDM候选信号y_i,i＝1,2,…,C；最后，从全部的OFDM候选信号中，选择PAPR值最小的候选信号进行传输。本发明采用加性扰码方式产生OFDM候选信号，并且用于对原始OFDM信号进行加性扰码的扰码序列仅需产生一次，可以在获得较好PAPR性能的前提下实现大幅度地降低计算复杂度。

技术领域

本发明具体涉及一种降低OFDM系统峰均功率比的加性扰码方法及其发射系统，属于无线通信技术领域。

背景技术

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术由于具有高速的数据传输率和较强的抗频率选择性衰落能力，已被广泛地应用到无线通信的很多领域，如数字音频广播、数字视频广播等。但是，较高的峰均功率比(Peak-to-AveragePower Ratio,PAPR)是其主要缺陷之一，这一缺陷会导致OFDM信号发生畸变，并对功率放大器提出了非常高的要求。

在离散时间域，对于一个具有N个子载波的OFDM系统，其一个信号周期内的OFDM信号x＝[x₀,x₁,…,x_N-1]可表示为

其中，X_k,k＝0,1,…,N-1,表示经相移键控或正交幅度调制后的频域信号。

由于OFDM系统的输出信号是多个子载波信号的叠加，输出的OFDM信号可能具有过高的峰值功率，进而导致较高的PAPR。PAPR通常用来描述OFDM信号峰值功率的变化情况，其定义为在一个信号周期内，该信号的峰值功率与其平均功率的比值，可表示为

其中，和E{|x|²}分别表示峰值功率和平均功率。

为了估计和对比OFDM系统的PAPR性能，互补累积分布函数(ComplementaryCumulative Distribution Function,CCDF)通常被采用，其定义是用超过PAPR确定值的概率统计分布特性来表示OFDM系统的PAPR性能，其表达式为

其中，PAPR₀为某一确定的PAPR值。

随着OFDM技术的应用，如何有效地降低OFDM系统的PAPR已成为热点研究问题。一些较有参考价值的PAPR降低方法被提出，如限幅、编码、压缩扩张和多信号表示方法等。但是，这些方法都存在着不同程度的缺陷。限幅方法会使信号产生失真，并且频谱带外失真较大。编码方法降低PAPR的效果非常好,但可供使用的编码图样数量非常少，编码效率非常低。多信号表示方法通过线性处理方式产生多个不同的候选信号表示同一输入序列，可获得较好的PAPR性能；并且，该类方法被认为是最有前途的PAPR降低方法，但计算复杂度大和需要传输附加信息是该类方法的主要缺陷，严重地阻碍了该类方法的应用。

发明内容

为了克服现有多信号表示方法的不足，本发明提供了一种降低OFDM系统峰均功率比的加性扰码方法及其发射系统，该方法具有PAPR性能较好、计算复杂度较低且能满足实际应用需求等优势。

本发明所采用的技术方案是：

一种降低OFDM系统峰均功率比的加性扰码方法，包括以下步骤：