[发明专利]OFDM系统中联合旋转预编码与PTS峰均比抑制方法

说明书

本发明公开一种OFDM系统中联合旋转预编码与PTS的峰均比抑制方法，主要解决现有OFDM系统中发送信号峰均比过高的问题。其实现方案是：1)对调制信号进行旋转性预编码处理；2)根据系统的峰均比性能要求设置限幅门限，并判断旋转性预编码处理后的调制信号是否达到门限要求，对未达要求的调制信号继续进行预编码迭代；3)对预编码迭代完成的调制信号进行子块划分与OFDM调制；4)将分块调制后的信号与选定的相位因子备选集相乘，得到备选信号集；5)计算所有备选信号的峰均比值，并从备选信号中选择峰均比值最低的信号作为最终的优化信号输出。本发明降低了发送信号的峰均比，可用于OFDM系统。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及峰均比抑制方法，可用于OFDM系统中降低信号的峰均比。

背景技术

与传统的单载波传输系统相比，正交频分复用技术OFDM的一个主要缺点为信号存在较高的峰值平均功率比PAPR。OFDM信号由多个子载波信号叠加形成，会出现一部分子载波信号的相位十分相近的情况，此时信号功率在同一相位处叠加导致了峰值过高，就出现较高的峰均功率比。而且随着子载波数越大，出现高峰均功率比的几率越大，叠加的信号越多，产生的峰值越高，峰均比也就越高。为了避免非线性失真，较高的PAPR对功率放大器提出了更高的要求，如果信号不在放大器的线性范围内，则要通过信号处理的方式完成峰均比的降低，同时控制信号的误码损失在可接受的范围内，保证系统的通信质量。

Chen.H等人在其发表的论文“A PTS Technique With Non-Disjoint Sub-BlockPartitions in M-QAM OFDM selective mapping Systems”(IEEE Transactions onBroadcasting,2017,PP(99):1-7)中提出一种基于部分传输序列PTS方法的分块技术，将M阶正交幅度调制MQAM映射划分成几个四阶或二阶映射，从而在MQAM映射上形成等效的相交分区，这种方法可以扩展到高阶调制中。但该方法存在着需要传输边带信息、计算量大的问题，如果系统对期望的信号的峰均比要求较高时，需要增加PTS分块数，计算复杂度较高，不利于实际系统的使用。

近几年，对符号级预编码的研究日益增加，符号级预编码器的设计不仅依赖于信道状态信息，同时需要结合符号信息。旋转预编码是实现符号级预编码的主流方式，Masouros在IEEE Transactions on Signal Processing,2011,59(1):252-262中的文章“Correlation Rotation Linear Precoding for MIMO Broadcast Communications”提出一种基于最大比传输的符号级预编码方案，该方案避免了直接的迫零运算，同时构建了功率最小化问题和最大最小公平准则下的信干噪比SINR平衡问题的优化模型。然而该方法中求解闭式解难度高，每次迭代会产生大量的计算，阻碍了该方法在实际无线通信系统中的应用。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种OFDM系统中联合旋转预编码与PTS的峰均比抑制方法，以减小计算复杂度，降低信号的峰均比。

本发明的思路为：对调制信号进行旋转性预编码，将预编码后的信号作为部分传输序列PTS模块的输入，在PTS模块中完成最优相位旋转因子选择，得到具备最低的峰均比信号组合为最终的输出数据。其实现步骤包括如下：

(1)对输入信号S＝[S₁,S₂,...,S_n,...,S_N]进行正交幅度调制，得到调制信号X＝[X(1),X(2),...,X(n),...,X(N)]，其中,S_n表示S的第n个数据，X(n)表示X的第n个数据，n＝1,2,...,N，N为子载波数；

(2)根据系统要求的峰均比值设定限幅门限A；