一種OFDM/OQAM混合型峰均比抑制系統及方法技術方案

本發明專利技術一種OFDM/OQAM混合型峰均比抑制系統及方法，將選擇映射法與限幅法在OFDM/OQAM中進行結合，保留了二者各自優點：相比傳統的限幅法，聯合算法在限幅法工作效率不明顯的較高概率區域也有著良好性能；而相比單獨應用改進的OSLM算法，聯合算法可以顯著降低系統PAPR的峰值，幫助OSLM算法在較低概率范圍內大幅提升峰均比抑制效果。

OFDM/OQAM hybrid peak to average ratio suppression system and method

The invention relates to a hybrid OFDM/OQAM paprreduction system and method, will choose the mapping method combined with limiting method in OFDM/OQAM, retains the advantages of the two limiting: compared with the traditional method, the joint algorithm also has a good performance in the high probability region limiting work efficiency is not obvious; OSLM compared with the application of the improved algorithm, combined algorithm can significantly reduce the peak value of PAPR, help OSLM algorithm in low probability range significantly improved PAPR reduction performance.

【技術實現步驟摘要】
一種OFDM/OQAM混合型峰均比抑制系統及方法
本專利技術涉及寬帶無線通信
，具體涉及一種OFDM/OQAM混合型峰均比抑制系統及方法。
技術介紹
作為5G物理層備選調制方案之一，基于交錯正交調制的正交頻分復用(offsetquadraturemodulationbasedorthogonalfrequencydivisionmultiplexing，OFDM/OQAM)技術受到了學術界越來越廣泛的關注。該系統使用具有良好時頻聚焦特性的原型濾波器，可以有效克服符號間干擾與載波間干擾，并且具有較低的帶外輻射。但作為多載波通信技術的一種，OFDM/OQAM與OFDM(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing，OFDM)系統存在同樣的問題，即峰均比(peaktoaveragepowerratio，PAPR)過大。這會增加工程實現中對于功率放大器線性范圍的要求，使得系統實現成本劇增的同時也降低了功率放大器效率。在傳統OFDM系統中，選擇映射法(selectivemapping，SLM)以其不影響系統誤碼性能的特點而被廣泛研究并用于降低各類通信系統的PAPR。但由于OFDM/OQAM系統中存在“符號重疊”這一現象，原本要求系統中符號與符號之間具有獨立性的選擇映射法不能直接應用于OFDM/OQAM系統。為了解決符號重疊的問題，在OFDM/OQAM系統中，需要將選擇映射法改進為重疊選擇映射法(overlappedselectivemapping，OSLM)，以使其適用于峰均比抑制。然而，與同等參數下的OFDM系統中SLM峰均比抑制算法性能相比，OSLM在OFDM/OQAM系統中由于增加了碼字篩選的約束條件，效果并不理想。且OSLM以多路候選的方式進行碼字篩選，隨著碼字組數增加，算法性能會在一定范圍內提升，但是碼字數增加到一定程度，其性能增益逐漸減弱，而系統復雜度急劇增加。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是在OFDM/OQAM系統下，現有OSLM算法降低峰均比時效率不理想的問題，提供一種OFDM/OQAM混合型峰均比抑制系統及方法。為解決上述問題，本專利技術是通過以下技術方案實現的：一種OFDM/OQAM混合型峰均比抑制方法，包括如下步驟：步驟1、將信源數據進行串并轉換后生成n行m列的頻域數據，該頻域數據每一列為一個符號，即有m個符號；步驟2、產生U組碼字；步驟3、將第1組碼字與第1個符號進行點乘，點乘結果作為第1個符號的最優版本A1；步驟4、對于2個符號，將與U組碼字分別與其進行點乘，得到第2個符號的U個版本；步驟5，將第1個符號的最優版本A1分別放在第2個符號的U個版本之前，組成U組n行2列的頻域數據；其中每組數據均由第1個符號的最優版本A1與第2個符號的一個版本組成；步驟6、將此U組n行2列由第1個符號的最優版本與第2個符號的一個版本組成的頻域數據分別進行頻域到時域的轉換，得到U組第1個符號的最優版本與第2個符號的一個版本組成的時域數據；步驟7、分別計算此U組時域數據的峰均比，并從中選出峰均比最小的一組時域數據，該組時域數據所對應的碼字與第2個符號的點乘結果作為第2個符號的最優版本A2；步驟8、重復上述步驟4-7的過程；步驟9、對于m個符號，將U組碼字分別與其進行點乘，得到第m個符號的U個版本；步驟10，將第m-1個符號的最優版本Am-1分別放在第m個符號的U個版本之前，獲得第m-1個符號的最優版本與第m個符號的一個版本所組成的U組頻域數據；其中每組數據均由第m-1個符號的最優版本Am-1與第m個符號的一個版本組成；步驟11、將第m-1個符號的最優版本與第m個符號的一個版本所組成的U組頻域數據進行頻域到時域的轉換，得到U組第m個符號的一個版本與第m-1個符號的最優版本組合的時域數據；步驟12、分別計算U組第m個符號的一個版本與第m-1個符號的最優版本組合的時域數據的峰均比，并從中選出峰均比最小的一組時域數據，該組時域數據所對應的碼字與第m個符號的點乘結果作為第m個符號的最優版本Am；步驟13、將所有符號的最優版本A1A2…Am一同進行頻域到時域的轉換，得到待發送時域數據；步驟14、將待發送時域數據進行并串轉換后形成最終的發送數據；上述n、m和U均為正整數。特別地，在步驟13之后和步驟14之前，還進一步包括對待發送時域數據進行限幅處理后，再進行并串轉換的步驟。一種OFDM/OQAM混合型峰均比抑制系統，包括串并轉換模塊、碼字產生模塊、點乘碼字模塊、頻時轉換模塊、碼字篩選模塊和并串轉換模塊組成；信源數據輸入串并轉換模塊的輸入端，串并轉換模塊的輸出端和碼字產生模塊的輸出端同時連接點乘碼字模塊的輸入端，點乘碼字模塊的輸出端連接頻時轉換模塊的輸入端，頻時轉換模塊的輸出端連接碼字篩選模塊的輸入端，碼字篩選模塊的輸出端連接并串轉換模塊的輸入端，并串轉換模塊的輸出端輸出最終的發送數據；串并轉換模塊，將信源數據進行串并轉換后生成n行m列的頻域數據；該頻域數據每一列為一個符號，即有m個符號；碼字產生模塊，產生U組碼字；點乘碼字模塊，將串并轉換模塊輸出的符號與碼字產生模塊輸出的碼字進行點乘；頻時轉換模塊，對點乘碼字模塊輸出的點乘結果進行頻域到時域的轉換；碼字篩選模塊，對頻時轉換模塊輸出的時域數據進行基于峰均比的篩選，選出每個符號的最優版本；并串轉換模塊，將碼字篩選模塊輸出的所有符號的最優版本進行并串轉換后輸出；上述n、m和U均為正整數。特別地，碼字篩選模塊的輸出端和并串轉換模塊的輸入端之間還串接有限幅模塊；該限幅模塊，對碼字篩選模塊輸出的所有符號的最優版本進行限幅處理后送入并串轉換模塊。與現有技術相比，本專利技術基于時頻聚焦濾波器性能特點，優化了OFDM/OQAM系統下的重疊選擇映射法中用于計算峰均比的符號選擇范圍。將重疊選擇映射法中對于重疊符號的個數考慮從四個改為一個，大幅減小選擇映射法在OFDM/OQAM系統中的計算量，且增加了碼字篩選過程中的自由度，使得改進的選擇映射算法在OFDM/OQAM系統中的峰均比抑制效果相比原重疊選擇映射法有明顯提升。將限幅法與改進的選擇映射法進一步結合，優化了限幅法門限，設計了聯合改進OSLM和限幅的峰均比抑制系統。本專利技術通過選擇特定參數，使限幅法在保證系統一定誤碼性能的條件下，以特定的方式加入至改進的OSLM當中，進一步顯著提升現有OFDM/OQAM系統峰均比抑制性能。附圖說明圖1為一種OFDM/OQAM混合型峰均比抑制系統的結構示意圖。圖2為一種OFDM/OQAM混合型峰均比抑制方法的原理示意圖。圖3為子載波數為128，符號數為1000的OFDM/OQAM系統中應用改進的OSLM算法與OSLM算法時，二者的CCDF曲線對比示意圖。圖4為子載波數為128，符號數為1000的OFDM/OQAM系統中應用限幅法的CCDF示意圖。圖5為子載波數為128，符號數為1000的OFDM/OQAM系統中應用限幅法時，系統的誤碼率曲線示意圖。圖6為本專利技術實施例中應用聯合算法、單獨應用改進的OSLM算法、單獨應用限幅法在OFDM/OQAM系統下抑制峰均比的CCDF曲線比較示意圖。具體實施方式下面開始結合附圖和具體的實施例對本專利技術的方法作進一步闡述。一種OFDM/O本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種OFDM/OQAM混合型峰均比抑制方法，其特征是，包括如下步驟：步驟1、將信源數據進行串并轉換后生成n行m列的頻域數據，該頻域數據每一列為一個符號，即有m個符號；步驟2、產生U組碼字；步驟3、將第1組碼字與第1個符號進行點乘，點乘結果作為第1個符號的最優版本A

【技術特征摘要】
1.一種OFDM/OQAM混合型峰均比抑制方法，其特征是，包括如下步驟：步驟1、將信源數據進行串并轉換后生成n行m列的頻域數據，該頻域數據每一列為一個符號，即有m個符號；步驟2、產生U組碼字；步驟3、將第1組碼字與第1個符號進行點乘，點乘結果作為第1個符號的最優版本A1；步驟4、對于2個符號，將與U組碼字分別與其進行點乘，得到第2個符號的U個版本；步驟5，將第1個符號的最優版本A1分別放在第2個符號的U個版本之前，組成U組n行2列的頻域數據；其中每組數據均由第1個符號的最優版本A1與第2個符號的一個版本組成；步驟6、將此U組n行2列由第1個符號的最優版本與第2個符號的一個版本組成的頻域數據分別進行頻域到時域的轉換，得到U組第1個符號的最優版本與第2個符號的一個版本組成的時域數據；步驟7、分別計算此U組時域數據的峰均比，并從中選出峰均比最小的一組時域數據，該組時域數據所對應的碼字與第2個符號的點乘結果作為第2個符號的最優版本A2；步驟8、重復上述步驟4-7的過程；步驟9、對于m個符號，將U組碼字分別與其進行點乘，得到第m個符號的U個版本；步驟10，將第m-1個符號的最優版本Am-1分別放在第m個符號的U個版本之前，獲得第m-1個符號的最優版本與第m個符號的一個版本所組成的U組頻域數據；其中每組數據均由第m-1個符號的最優版本Am-1與第m個符號的一個版本組成；步驟11、將第m-1個符號的最優版本與第m個符號的一個版本所組成的U組頻域數據進行頻域到時域的轉換，得到U組第m個符號的一個版本與第m-1個符號的最優版本組合的時域數據；步驟12、分別計算U組第m個符號的一個版本與第m-1個符號的最優版本組合的時域數據的峰均比，并從中選出峰均比最小的一組時域數據，該組時域數據所對應的碼字與第m個符號的點乘結...

【專利技術屬性】
技術研發人員：仇洪冰，李燕龍，靳寒陽，王波，鄭霖，楊超，玉賽波，李環宇，
申請(專利權)人：桂林電子科技大學，
類型：發明
國別省市：廣西,45