[发明专利]一种基于选择映射的通用滤波多载波方法

摘要

本发明提供了一种基于选择映射的通用滤波多载波方法，将子载波划分为B个子带，将每一个子带扩展为U个不同的候选子带，对于候选数子带，每个候选子带都乘以一组随机产生的旋转因子，用一个FIR滤波器对每一个子带的子载波进行滤波，发送端候选子带中选出峰均功率比最小的一个子带进行传输，子带中选出的B个子带中的传输信号在时域进行叠加后形成新的发送信号，对接收信号进行快速傅里叶变换，去除干扰信号，通过线性均衡的方法从接收信号中直接恢复出发送信号，均衡后的信号进行旋转因子的反操作，即可重构原始的发送信号。本发明的PAPR性能得到有效改善，具有一定的工程应用价值。

主权项

1.一种基于选择映射的通用滤波多载波方法，其特征在于包括下述步骤：(1)在发送端，首先根据载波数划分子带，将总数为N的子载波划分为B个子带；(2)将每一个子带扩展为U个不同的候选子带，发送端共产生BU个不相同的候选子带，候选子带均包含发送端原始传送的数据信息；(3)对于BU个候选数子带，每个候选子带都乘以一组随机产生的旋转因子B(u)，B(u)＝[bu,0,bu,1,…,bu,N/B‑1]T,其中u＝1,2,…,U，bu,N/B‑1∈{±1,±j}，旋转后的信号表示为Si,j＝[bi,0S0,bi,1S1,...,bi,N/B‑1SN/B‑1]，其中，i＝1,2,…,B，j＝1,2,…,U；(4)频域中的信号通过快速傅里叶逆变换转换到时域中，表示为：其中，Si,j(k)是频域中的候选信号，Oi是第i个子带中的子载波索引集；(5)用一个FIR滤波器对每一个子带的子载波进行滤波，第i个子带的滤波器的时域冲击响应是fi，i＝1,2,…,B，得到滤波后的信号xi,j(l)，为简化分析，对U个候选子带采用相同的滤波处理，表示为：xi,j(l)＝si,j(l)*fi(l)l＝0,1,...,N+L‑2                     (2)其中，*表示线性卷积操作，si,j(l)表示时域信号；(6)发送端每U个候选子带中选出峰均功率比最小的一个子带进行传输，共B个子带信号xi进行发送，选择的子带索引以及旋转因子以边带信息的形式传送到接收端用来重现接收到的信号信息：xi(l)＝min{xi,j(l)}l＝0,1,...,N+L‑2            (3)(7)BU个子带中选出的B个子带中的传输信号在时域进行叠加后形成新的发送信号，表示为：(8)在接收端，对2N点接收信号进行快速傅里叶变换，将时域的信号转化到频域信号Y，表示为：Y＝WPHFVS+WPn∈C2N×1                 (5)其中，W是2N‑点FFT变换矩阵，P是一个扩展的单位阵，H是一个与信道冲击响应相关的Toeplitz矩阵，F是由Toeplitz矩阵构成的矩阵，V是一个由逆傅里叶变换矩阵构成的对角矩阵，S是经过选择后所要发送的频域信号构成的信号矩阵；(9)接收信号Y中处于偶数位的信号是需要解调的信号，奇数位信号是干扰信号，舍去奇数位的信号，而只解调偶数位的信号，干扰信号去除后的解调信号Yi表示为：Yi＝PiTWPHFVS+PiTWPn∈CN×1                   (6)令Φ＝PiTWPHFV，Φ是一个对角阵，Pi是一个2N×N矩阵，因此，第k个子载波的信号Yi(k),i＝1,…,B，仅仅依赖于发送信号Si,j(k)和对角矩阵Φ；(10)通过线性均衡的方法从接收信号中直接恢复出发送信号，迫零均衡(ZF)和最小均方误差均衡(MMSE)用来复原信号；其中，Φ(k)是第k个子载波的均衡系数，σ是信号和噪声功率的比值，*表示共轭转置运算符；(11)假设接受端具有旋转因子的发送副本，则均衡后的信号进行旋转因子的反操作，即可重构原始的发送信号。