[发明专利]一种多载波波形设计方法

说明书

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种多载波波形设计方法。为了在频谱效率与PAPR取得更好的平衡，本发明提出一种多载波波形设计方案，用户在部分激活子载波上叠加多个星座点符号，同时通多多次索引增加索引比特，在相同频谱效率时，本发明只需要激活极少数目的系统子载波，取得接近单载波信号的低PAPR/CM值的传输波形。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种多载波波形设计方法，更具体的说是涉及一种类单载波的极低峰均比多载波波形设计方法。

背景技术

以OFDM为代表的多载波传输技术具有配置灵活、操作简单的优点，是现代无线通信的主流空口技术之一。但多载波波形容易引起峰均功率比比较大的问题。也就是说它在某些时刻的值比较大，这会让接收端的功率放大器进入到非线性状态，会导致OFDM信号非线性失真，产生谐波，造成较明显的带外频谱扩展干扰以及带内信号弥散，最后导致整个系统性能下降。在诸如物联网、Iot等低功耗终端通信中，多载波带来的系统损失更为严重。

基于子载波索引调制(Subcarrier Index Modulation,SIM)的OFDM技术在传统OFDM的基础上加入了一个调制域，可以大大降低激活子载波数量，改善信号波形的幅值波动问题。为了在频谱效率与PAPR之间取得更好的平衡，本发明提出一种多载波波形设计方案，通过数据叠加和增加索引比特等方面在保证系统频谱效率的同时，极大地降低系统激活子载波数，取得接近单载波信号的低PAPR/CM值的传输波形。

发明内容

本发明基于降低系统PAPR的目的，提出了一种类单载波的极低峰均比多载波波形设计方法，用户可以根据索引比特选择叠加数据的激活子载波，再根据索引比特选择其余的激活子载波，通过叠加数据来使得在相同的频谱效率下，本发明只需要激活极少数目的系统子载波，从而获得接近单载波信号的低PAPR/CM值的传输波形。

本发明的技术方案是：

假设SIM-OFDM系统有N个子载波，划分为G＝N/n个子块，每个子块有n个子载波。系统以子块为单位，按子块依序进行比特映射，每个子块相互独立，以任意一个子块为例进行说明。所述方法包括以下步骤：

发射端：

a.功率配置:每个子块中选择k₁个叠加激活子载波，每个叠加激活子载波上叠加放置m₁个星座点符号，选择k₂个非叠加激活子载波，每个非叠加激活子载波上放置1个星座点符号，故子块的n个子载波上共放置了m＝k₁·m₁+k₂个星座点符号，每个星座点符号分配的归一化功率为α_s＝n/m。

b.选择叠加激活子载波：根据b₁位索引比特在n个子载波中选择出k₁个叠加激活子载波，用于叠加传输多个星座点符号，表示向下取整。

c.叠加激活子载波数据调制:在每个叠加激活子载波上，叠加放置m₁个星座点符号，每个星座点符号由相应的调制比特经各自星座点集合Ψ_i,i＝1,2,…,m₁映射得到，例如进行M₁阶星座点调制，Ψ₁为M₁-QAM星座点，Ψ_i由Ψ₁以角度θ_i旋转得到，i＝2,…,m₁，此时一个子块叠加传输的调制比特长度为s₁＝k₁·m₁·log₂M₁。对于每个叠加激活子载波，其相应的m₁个星座点符号经α_s功率配置后，叠加在该激活子载波上。