[发明专利]一种抑制正交频分复用OFDM信号峰均比的方法

摘要

本发明公开一种抑制正交频分复用OFDM信号峰均比的方法，具体步骤包括：(1)在信号发射端将输入的串行数据信号变为并行信号，获得并行信号序列；(2)将并行信号序列与构造的预编码矩阵相乘，得到抑制峰均比的预编码后的信号；(3)对预编码后的信号添加循环前缀，通过分段指数压扩函数进行压扩处理，进一步抑制压扩后的信号的峰均比；(4)在信号发射端将压扩后的信号序列进行并串变换，获得正交频分复用传输信号。本发明具有复杂度低的优点，在不损失接收信号误比特率的情况下显著降低信号的峰均比，提高了通信系统的性能。

主权项

1.一种抑制正交频分复用OFDM信号峰均比的方法，包括如下步骤：(1)获得信号序列：在正交频分复用OFDM系统的信号发射端，将输入的串行数据信号变为并行的信号，获得并行信号序列；(2)预编码：(2a)构造一个N阶行比特逆序排列的快速逆傅里叶变换IDFT矩阵和N阶沃什‑哈达玛Walsh‑Hadamard矩阵，N取值为2的偶次幂；所述的构造一个N阶行比特逆序排列的快速逆傅里叶变换IDFT矩阵的具体步骤如下：第1步，按照下式，构造N阶的快速逆傅里叶变换IDFT矩阵：其中，Fr[N]表示N阶的快速逆傅里叶变换IDFT矩阵，N取值为2的偶次幂，e表示自然对数操作，j表示虚数单位符号，π表示圆周率；第2步，将N阶的快速逆傅里叶变换IDFT矩阵中的K到L以二进制比特表示，得到二进制比特表示的行数，其中，N表示快速逆傅里叶变换IDFT矩阵的阶数，K表示快速逆傅里叶变换IDFT矩阵第一行的行数，L表示快速逆傅里叶变换IDFT矩阵最后一行的行数，K＝0，L＝N‑1；第3步，对以比特表示的快速逆傅里叶变换IDFT矩阵的行数进行逆序处理，得到行比特逆序的快速逆傅里叶变换IDFT矩阵；第4步，将行比特逆序的快速逆傅里叶变换IDFT矩阵的行，按照行数由小到大进行排序，得到N阶行比特逆序排列的快速逆傅里叶变换IDFT矩阵；(2b)按照下式，计算并行信号序列的预编码矩阵：其中，T表示并行信号序列的预编码矩阵，F表示N阶行比特逆序排列的快速逆傅里叶变换IDFT矩阵，W表示N阶沃什‑哈达玛Walsh‑Hadamard矩阵，N取值为2的偶次幂；(2c)利用蝶形算法，得到抑制峰均比的预编码信号；所述蝶形算法的具体步骤如下：第1步，将并行信号序列按照行比特逆序排序，将排序后的信号矩阵每一行分别作为蝶形算法输入信号；第2步，从蝶形算法的输入信号中任意选取一个输入信号；第3步，按照下式，计算蝶形算法的旋转因子：其中，wn表示蝶形算法的第n个旋转因子，e表示自然对数操作，j表示虚数单位符号，π表示圆周率，N1表示蝶形算法输入的个数；第4步，按照下式，对所选取的输入信号进行蝶形算法的数学运算：o1＝i1‑(i1‑i2)wno2＝i2+(i1‑i2)wn其中，i1表示单个蝶形算法的第一个输入信号，i2表示单个蝶形算法的第二个输入信号，o1表示第一个输出信号，o2表示第二个输出信号；第4步，判断是否选完蝶形算法的所有输入信号，若是，则执行第5步，否则，执行第2步；第5步，将所有输入信号通过蝶形算法得到输出信号作为抑制峰均比的预编码信号；(3)压扩预编码信号：(3a)在抑制峰均比的预编码信号之前添加循环前缀；(3b)对添加循环前缀后的预编码信号，通过分段指数压扩函数进行压扩处理，得到进一步抑制峰均比的压扩信号；所述的分段指数压扩函数是按照下式构造的：其中，h(x)表示分段指数压扩函数，x表示添加了循环前缀的预编码信号，|·|表示取模值操作，A_i表示添加了循环前缀的预编码信号的幅值的分段点，sgn(·)表示符号函数，A_c表示添加了循环前缀的预编码信号的幅值的截止点，d表示分段指数压扩程度，d为大于0的正数值，(·)^d表示取d次幂操作，e表示自然对数的底数，σ²表示添加了循环前缀的预编码信号的方差，表示取次幂操作；(4)获得传输信号：(4a)在正交频分复用OFDM系统的信号发射端，将压扩信号由并行信号变为串行信号，获得正交频分复用OFDM传输信号；(4b)正交频分复用OFDM系统的信号发射端，发射正交频分复用OFDM传输信号。