[发明专利]基于加速近似梯度算法优化TR方法抑制PAPR过程的方法

说明书

本发明公开了一种基于加速近似梯度算法优化TR方法抑制PAPR过程的方法，属于宽带通信领域，包括以下步骤：利用傅里叶变换将正交频分复用OFDM系统的时域信号转换为频域信号；获取时域信号与频域信号之间的映射关系F；利用载波预留TR方法产生抑制PAPR的信号，并结合加速近似梯度算法APGM抑制峰均比PAPR。本发明通过加速近似梯度算法APGM优化TR方法抑制PAPR的过程，不需要切削与滤波步骤，简单有效，此外无需计算最优的切削阈值，且不同的切削阈值不会影响最终的抑制效果。本发明不仅能够降低抑制PAPR的复杂度，实现有效抑制PAPR，且还能够取得较好的BER效果。

技术领域

本发明属于宽带通信领域，特别涉及一种基于加速近似梯度算法优化TR方法抑制PAPR过程的方法。

背景技术

无线通信技术在近几年来发展迅速。20世纪80年代，出现了以FDMA和模拟技术为核心的第一代无线通信技术(1G)，仅提供话音业务。到了90年代初期，出现了以CDMA技术和TDMA技术为核心技术的第二代移动通信系统(2G)。90年代末期产生了以分组无线业务(GPRS)和高速电路数据交换业务(HSCSD)为代表的2.5G通信系统，提高了无线数据的传输速率和网络容量。目前第三代移动通信系统(3G)仍沿用第二代移动通信系统的网络结构。以CDMA为核心技术，并支持语音、图像、文件传输和网页浏览等信息业务。21世纪以来，随着技术的进一步发展，以及用户对于无线接入互联网和无线多媒体数据业务的巨大需求，促使各个国家推出了4G系统。二正交频分复用技术(OFDM)作为一种新型的数字调制技术，可解决无线移动环境中多径衰落等问题。同时也有不足，具有对相位噪声敏感及峰均比较大等缺点。

OFDM中多个子载波的累加会产生较大的峰值信号，所以要求功率放大器有较大的线性动态范围，这会增加高功率放大器的成本，同时会降低功率放大器效率。如果超过高功率放大器的线性动态范围，就会造成带内失真和带外弥散。抑制峰均比PAPR是OFDM系统的关键技术，具有很重要的意义。

目前抑制PAPR的算法有三种，第一种为最简单也是易于实现的限幅类算法，但由于信号的非线性处理使得系统的误码率性能下降，所以此类算法的研究重在限幅后系统的误码率性能。为降低噪声以及防止峰值再生，一般采用重复限幅和滤波相结合的算法，但算法较为复杂。第二种编码类算法是一种在不失真情况下抑制信号PAPR的技术，如分组编码和格雷互补序列等。通过编码控制可以被用来传输的数据序列组合，选择其中具有最小PAPR值的信号传输。但是此类算法只适用于载波数较小的系统中，所以很少使用。第三种是概率类算法，通常有TR、SLM和PTS。其中，PTS算法是将输入的数据向量划分成多个相互不重叠的子向量，给子向量中的子载波乘以一个相同的旋转因子，通过选择旋转因子来降低PAPR。但是计算复杂度较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在实现有效抑制PAPR的同时降低计算复杂度的方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于加速近似梯度算法优化TR方法抑制PAPR过程的方法，包括以下步骤：

步骤1、利用傅里叶变换将正交频分复用OFDM系统的时域信号x转换为频域信号X；

步骤2、获取时域信号x与频域信号X之间的映射关系F；

步骤3、利用载波预留TR方法产生抑制PAPR的信号并结合加速近似梯度算法APGM抑制峰均比PAPR。

进一步地，步骤2所述获取时域信号x与频域信号X之间的映射关系F，所用公式为：

x＝FX

式中，F表示JN×N大小的快速傅里叶逆变换矩阵即映射关系，该矩阵中第m行第j列的元素为：其中J为过采样因子，N为OFDM系统中的子载波数。

进一步地，步骤3所述利用载波预留TR方法产生抑制PAPR的信号并结合加速近似梯度算法APGM抑制峰均比PAPR，具体包括：