CN101843068A

CN101843068A - Sc-fdma发射机降低输出符号功率峰均比的方法及装置

Info

Publication number: CN101843068A
Application number: CN200880114261.9A
Authority: CN
Inventors: 李栋; 朱孝龙; 吴克颖
Original assignee: Alcatel Lucent Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2008-01-17
Filing date: 2008-01-17
Publication date: 2010-09-22
Also published as: WO2009089653A1

Abstract

本发明提供了一种在发射机中用于降低输出符号的功率峰均比的方法。根据本发明的技术方案，确定一组适合的加权系数，对一组M个输入符号分别进行加权，以生成一组加权符号，并由该组加权符号来获得一个SC-FDMA符号进行输出，其中，该组适合的加权系数被确定，以符合预定条件；并将该组适合的加权系数的相关信息发送给接收机。通过本发明，可以达到降低发射机的输出SC-FDMA符号的PAPR值的效果。

Description

SC-FDMA发射机降低输出符号

功率峰均比的方法及装置技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及无线通信领域中的改进的

SC-FDMA的发射机结构。背景技术

目前, 单载波频分多址 ( Single-Carrier Frequency Division Multiple Access，简称 SC-FDMA ) 因为具有

i ) 低 PAPR ( Peak-to-Average-Power-Ratio,峰均功率比）以及 ii ) 频域均衡的易实现性（与传统的单载波相比， SC-FDMA 因为在进入信道传输前加了循环前缀 CP, 而有利于进行频域均衡）的优势而受到了广泛的关注。 SC-FDMA 已成为 3GPP LTE(Third Generation Partnership Project Long Term Evolution)的上行传输方案。

功率放大器一般要求信号工作在线性工作范围，这样才能保证信号无失真。对于输入信号，如果其抖动比较大，则为了保证其峰值也属于功率放大器的线性工作区域的范围之内，则其可能容纳的该信号的均值功率就要小，也即发射机的有效发射功率会减小，换言之，波动大会导致发射同样的均值功率，对发射机的射频放大器的线性范围要求增大。因此，如果峰值功率与均值功率的比值较大，会造成 a. 有效发射功率小； b.影响信号在小区内的覆盖范围； c. 接收端的信噪比减小的影响。

由于正交频分复用（OFDM)能够很好地对抗无线传输环境中的频率选择性衰落，可以获得很高的频谱利用率， OFDM 非常适用于无线宽带信道下的高速传输。通过给不同的用户分配不同的子载波， OFDMA提供了天然的多址方式。由于用户间信道衰落的独立性，可以利用联合子载波分配带来的多用户分集增益提高性能，达到服务质量 (QoS)要求。然而，在 OFDM发射机中，用户数据不经过 M点的 DFT变换，而直接进行子载波映射和 N点的 IDFT反变换。 OFDM由于存在多个正交的子载波，而且其输出信号是多个子信道的叠加，因此，与单载波系统相比，存在较高的峰均功率比（PAPR ) 。即与单载波系统相比，由于多载波调制系统的输出是多个子信道的叠加，因此如果多个信号相位一致时，所得的叠加信号的瞬间功率会远远大于信号的平均功率，导致出现较大的峰均功率比。这样就对发射机内放大器的线性提出了更高的要求。

为了降低成本，在用户设备 (UE)端通常使用低成本的功率放大器， OFDM中较高的 PAPR将降低 UE的功率利用率，降低上行链路的覆盖能力。由于单载波频分复用（ S C-FDMA)具有的较低的 PAPR, 它被 3GPP LTE提议成为上行的多址方案。

传统的单载波频分复用（SC-FDMA ) 不是纯粹的单载波，因为 SC-FDMA发射机的基带处理流程是用户数据符号经过 M点的离散傅立叶变换 ( M-DFT ) 的扩展操作后，映射（sub-carrier mapping ) 到所分配的子载波上，再经过 N点的离散傅立叶反变换 (N-IDFT)变回到时域信号。一般地 N>M, M点和 N点没有完全抵消，所以不是纯粹的单载波，因此功率峰均比仍不够小。不完全抵消的好处 Ν>〉Μ , N代表频域上的子载波，有利于多用户复用，即可以将 (N-M)的频率部分分配给其他用户使用，使资源分配更加灵活。相对地， OFDM 不经过 M点的 DFT,而是直接是子载波映射和 N点的反变换，因此峰均功率比相对于 SC-FDMA还要大。

在发射端（ transmitter ) 的 M点 DFT变换的（离散傅立叶变换）的扩展功能（ spreading function ) 以及子载波映射后的 N点 IDFT变换，使 SC-FDMA 的输出信号可以看作纯粹单载波信号的插值 ( interpolated ) 信号。因此，与 OFDM相比，输出信号的幅度波动范围小。也即， SC-FDMA的 PAPR比 OFDM的小。

虽然 SC-FDMA与 OFDM系统相比较 PAPR值小几个 dB , 但是与纯粹的单载波信号相比， SC-FDMA信号的 PAPR的值仍然较高。即当系统为纯粹的单载波时， PAPR有极小值。通过仿真，可以看出，使用了 1024 个子载波中的 60 个子载波的 SC-FDMA , 有 10%的 SC-FDMA符号的 PAPR值高于 6.8dB，而使用了 1024个子载波中的 300个子载波的 SC-FDMA, 有 10%的 SC-FDMA符号的 PAPR值高于 8.6dB。鉴于 SC-FDMA信号的 PAPR相对较大，对于功率放大器的效率会有不良的影响，因此对于接收信号的信噪比 SNR和小区覆盖率都有不良影响。因此，本发明的目的是进一步降低 SC-FDMA 信号的功率波动范围（ power fluctuation ) 。发明内容

鉴于现有技术存在上述问题，本发明通一种改变相邻的调制符号的相位关系的矩阵变换的方法，并从一次或多次的迭代中，选取 PAPR 值最合适的一组的 SC-FDMA 符号进行输出，以降低输出的 SC - FDMA符号的 PAPR值。

根据本发明的第一方面，提供了一种在单载波频分复用

( SC-FDMA ) 系统的发射机中用于降低输出信号的功率峰均比的方法，其中，包括以下步骤，确定一组适合的加权系数，对一组 M个输入符号分别进行加权，以生成一组加权符号，并由该组加权符号来获得一组相应的 SC-FDMA信号进行输出，其中，该组适合的加权系数被确定，以符合预定条件；还包括以下步骤：将所述该组适合的加权系数的相关信息发送给接收机。

根据本发明的第二方面，提供了一种在单载波频分复用 ( SC-FDMA ) 系统的发射机中用于降低输出信号的功率峰均比的装置，其中包括，加权确定装置，用于确定一组适合的加权系数，对一组 M个输入符号分别进行加权，以生成一组加权符号，并由该组加权符号来获得一组相应的 SC-FDMA信号进行输出，其中，该组适合的加权系数被确定，以符合预定条件；其中，还包括发送装置，将所述该组适合的加权系数的相关信息发送给接收机。

采用本发明提供的技术方案，通过对输入的 M个 QAM符号进行相位变换的操作以及进行自适应的一次或多次的迭代过程，从而达到降低发射机的输出 SC-FDMA符号的 PAPR值的效果，增强了射频功率放大器的效率，以提高接收信号的信噪比 SNR, 提高小区的覆盖率。附图说明

图 1 为现有技术中具有不同的子载波数的 SC-FDMA 符号与 OFDM信号的 P APR值的比较图；

图 2为现有技术中 SC-FDMA发射机的信号处理的框图；图 3为根据本发明的一个具体的实施例的，在 SC-FDMA系统发射机中用于对输出的 SC-FDMA信号降低 PAPR值的系统方法的流程图；

图 4为根据本发明的一个变化的实施例的，在 SC-FDMA系统发射机中用于对输出的 S C-FDMA信号降低 PAPR值的系统方法的流程图；

图 5为根据本发明的一个具体的实施例的，在 SC-FDMA系统接收机中对接收到的功率峰均比已降低的符号进行还原的系统方法的流程图；

图 6为在 SC-FDMA系统发射机中用于对输出的 SC-FDMA信号降低 PAPR值的控制装置的框图；

图 7为在 SC-FDMA 系统接收机中对接收到的功率峰均比已降低的符号进行还原的还原装置的框图。具体实施方式

下面结合图 2、图 3并以 SC-FDMA的发射机为例从系统角度对本发明进行描述。

现有技术的 SC-FDMA发射机如图 2所示，其中，输入信号为 M 个 QAM调制信号。

M个 QAM调制符号先经过步骤 S102, 进行 M点的 DFT变换，由时域信号变换到频域信号，输出为 M点的频域离散信号。

然后再经过步骤 S103的子载波映射，以确定输入的调制符号映射在那一部分频段上。其中子载波的映射方式有 2种，集中式和分布式。子载波映射是用来确定在整个可用的上行链路的频谱中，哪一部分的频率用来承载信息，即输入有 M路，输出有 N路，一般地， N»M₀在分布式子载波映射的方式中， DFT变换输出的信号分布在整个可用频段上，而在未被使用的子载波上填零。也即，在每 2 个 DFT输出的采样信号之间，均匀地插入 L-1 个零，其中 L〉l。在集中式子载波映射的方式中， DFT 变换输出的信号占据可用频段的连续的一段子载波，也即，上述 L-1 中， L取值为 1。

然后经过步骤 S104, N点的 IDFT变换。即将频域信号变换成时域信号。

最后在步骤 S111中，为每个处理的符号块中加入循环前缀。加入循环前缀便于在接收端可以进行低复杂度、高性能的频域均衡。

图 3为才据本发明的一个具体实施方式的在 SC-FDMA信号的发射机中，对现有技术进行改进，以降低信号的 PAPR(peak-to-average power ratio功率峰均比）值的系统方法流程图。首先定义 2个参数。 i ) PAPR的阈值 P_a，. 表示当低于该 P_a时，系统的功率峰均比达到容许的范围。 ii )迭代次数的阈值 K_a, 表示当迭代次数的序号等于 K_a时，则停止迭代。所述 PAPR的阈值 P_a和迭代次数的阔值 K_a可以人为地基于经验数据或运营商的需求来确定，这里本领域的技术人员应能理解，在此不做赘述。将变量 k初始化为 1。变量 k为加权系数的相关信息，即加权系数的組标识，也是迭代次数的标识，可以是迭代次数的序号。

步骤 S101为对输入的 M个 QAM符号所进行的第 k次相位变换的操作，以获取新的 M个 QAM符号。

因为 SC-FDMA 与纯粹的单载波信号相比所增加的功率波动主要来源于 M点的离散傅立叶变换和 N点的离散傅立叶反变换的之间的插值。多载波信号的幅度峰值大的原因是多载波可以视为单个子载波之间的叠加。若子载波之间同相叠加，就会造成叠加后的峰值远大于均值。因此，输入的相邻的 QAM信号之间的相位关系对最终输出的时域信号的功率峰均比的影响 4艮大。因此，随机地改变 M个 QAM之间的关系，并通过多次迭代，选择一个最合适的 SC-FDMA 信号输出。

所述的变换策略如下：

初始的 M个将该列向量转换为矩阵，即

:0— 1) + 2

S_M = unvec(S_v ) = (1)

^Sl^S2l'

此处， _Mm ^是将一个 /*pxl的向量，转换为 /xp的矩阵，即的前 / 个元素放在 S_M的第一列，的前第二个 /个元素放在的第二列，依此类推。

设 7 „ ".. 为第 k次的变换向量，则对进行下述的线性变换： p-l) + l

^2^S 2 ^2^SI + l

^l^Sf + l ·■■ _M /x p

(2)

其中， 7的元素 ^Ζ = 1,2,...从以下元素集合中选取，例如，

{j,-j}。更普遍地，可以是 {re* '} , 即所有的 QAM符号均乘以一个幅度的权值 r, 以及相位 ± 。变换的向量集合 {7 , 1,2, 应该是通过发送端和接收端均知晓的某些方式预先确定的

最后，将矩阵变换成列向量& ^w

在一个变化的实施例中， S101 中所做的变换也可以是直接用 Μ χ Μ的对角矩阵与所述 M个 QAM的输入符号即 S_v相乘，也即以下这种形式：

( 4 )

值得注意的是，对上述输入的 M个 QAM符号进行的变换不限于上述 2种矩阵变换方式，上述 2种矩阵变换的方式仅为示例，通过其他方式对所述输入的 M个 QAM符号进行变换的操作也在本发明的保护范围之内。步骤 S102到 S104与现有技术相同，即对输入的新的 M个 QAM 信号进行常规的 SC-FDMA信号处理，包括：

S102: 对该组经过加权变换的加权符号进行 M点的离散傅立叶变换，生成一组 M个经离散傅立叶变换后的符号；

S103 : 对所述一组 M个经离散傅立叶变换后的符号进行子载波映射，以生成 N个经子载波映射后的符号，其中包含所述 M个经离散傅立叶变换后的符号以及 N-M个零，其中， N>M;

S104: 对所述 N个经子载波映射后的符号进行 N点的离散傅立叶逆变换，以生成所述 SC-FDMA符号。步骤 S105中，将第 k次变换获得的 SC-FDMA信号存入緩存中，并测量该 SC-FDMA信号的 PAPR值，存储的形式可以是，但不限于，在发射机的緩中存入每个 SC-FDMA符号与其对应的 PAPR值的表。

接着，在步骤 S106中，判断所测量的 SC-FDMA信号的 PAPR 值是否小于 PAPR的阈值 P_a。当小于预先设定的 PAPR的阈值 P_a, 表示该 SC-FDMA信号的 PAPR值在系统容许的范围之内，则可以进入步骤 S109, 否则进入步骤 S107。

在步骤 S107中，判断该迭代次数的序号是否小于迭代次数的阈值 K_a, 若判断的结果是小于，则进入步骤 S108。

步骤 S108中，对迭代次数的序号 k进行增 1的操作，即 k=k+l , 并重新回到步骤 S101。

在步骤 S109 中，因为在步骤 S106 中判断的结果为满足 SC-FDMA信号的 PAPR值低于 PAPR阈值的条件，也即 PAPR值在系统容许的范围之内，则可以对经过变换的该 SC-FDMA 信号进行输出。同时，发送端还需要输出此次对 QAM符号进行变换所对应的迭代次数的序号接收端接收到 k, 才能根据 k所指示的变换加权系数对接收到的符号进行与发射端相逆的变换。

若步骤 S107中对迭代次数的序号 k的判断为 k不小于迭代次数的阈值 Ka, 则进入步骤 SI 10。

在步骤 S110中，从 S105的緩存中读取 K_a个输出的 SC-FDMA 信号所对应的 PAPR 值，并从中选取其中具有最小的 PAPR值的 SC-FDMA符号，记为第 K_s进行输出。同时，步骤 S110中，还需要输出该具有最小的 PAPR值的 SC-FDMA符号所对应的变换的迭代次数的序号。

最后在步骤 S11 1 中，为每个处理的符号块中加入循环前缀。加入循环前缀便于在接收端可以进行低复杂度、高性能的频域均衡。在一个变化的实施例中，步骤 S109和 S110也可以输出具有最小的 PAPR值的 SC-FDMA符号所对应的变换的所有加权系数。在一个变化的实施例中，如图 4所示，步骤 S106和步骤 S109 可以省略，即在步骤 S105中，緩存并测量 PAPR值后，直接进入步骤 S107 中，直接用迭代次数的阈值 K_a作为判断是否为允许输出的 SC-FDMA符号的条件。也即每次生成不同的 SC-FDMA符号，不需要与 PAPR 阈值进行比较，只需比较所进行变换操作的迭代次数的序号 k是否满足小于迭代次数的阈值 K_a。若迭代次数的序号 k小于 K_a, 则进入步骤 S108。

步驟 S108中，对迭代次数的序号 k进行增 1的操作，即 k=k+l , 并重新回到步骤 S101。

若步骤 S107的判断结果为否，即迭代次数的序号 k不小于 K_a, 则从 S 105的緩存中读取 K_a个输出的 SC-FDMA信号所对应的 PAPR 值，并从中选取其中具有最小的 PAPR值的 SC-FDMA符号，记为第 K_s进行输出。

在另一个变化的实施例中，如图 4所示，步驟 S105对于测量的 PAPR值可以进行如下的操作，即每次测量的 SC-FDMA符号均与前一次测量的 SC-FDMA符号的 PAPR值进行比较。若小于前一次测量的 SC-FDMA 符号的 PAPR 值，则保留本次测量的 PAPR 值和 SC-FDMA信号，否则丟弃本次测量的结果，只保留上次测量的结果和对应的 SC-FDMA符号。

则在步骤 S 107 中，若 k<K_a, 则进入步骤 S108 , 否则，比较本次 SC-FDMA 符号的 PAPR值与緩存中保留的 SC-FDMA 符号的 PAPR值。若本次测量的 PAPR值小于緩存中保留的 PAPR值，则将本次变换的 SC-FDMA信号作为待输出的信号，否则，将緩存中保留的 PAPR值所对应的 SC-FDMA信号输出。

在另一个变化的实施例中，步骤 S109中不需要将发送端信息，即迭代次数的序号 k发送给接收机。因为接收机可以在接收端进行盲检测，接收机可以对其已知的多组的加权系数全部进行逆操作，并从中选出误差最小的加权系数组 (例如可以利用 CRC 循环冗余校 ¾r码)进行逆操作，以获取原始的 M个 QAM信号。图 5示出在接收端处，对接收到的 SC-FDMA符号进行与发射机相逆的操作，即：

在步骤 S21中，接收机对接收到的 SC-FDMA符号进行 N点 DFT 变换，将时域信号变换为频域信号，以获取 N个经过 DFT变换的频域信号。在步骤 S22中，对 N个经过 DFT变换的频域信号进行从 N点到 M点的子载波逆映射以获取 M个经过子载波逆映射的符号；在步骤 S23 中，对 M个经过子载波逆映射的符号进行 M点的 IDFT变换，以获取 M个 QAM符号，表示为 ^w；

在步骤 S24中，再对该 M个 QAM符号进行与发射端所进行的矩阵变换相逆的变换，即乘以对角矩阵的逆矩阵。

S _M = unvec

( 5 )

即式（6 ) 为所述式（2 ) 的逆操作。

在一个变化的实施例中，

diag(T_ky S_M ^k)

然后再将矩阵 _Sm转换为列矢量&

式（8 ) 是对式（ 1 ) 的逆操作在一个变化的实施例中，如果接收机未接收到来自发射机的迭代次数的序号 k, 则接收机可以在接收端进行盲检测，接收机可以对其已知的多组的加权系数全部进行逆操作，并从中选出误差最小的加权系数组 (例如可以利用 CRC循环冗余校验码)进行逆操作，以获取原始的 M个 QAM信号。以下，参照图 6并结合图 3对根据本发明第二方面的在通信网中的接收机中用于对 SC-FDMA符号降低 PAPR值的控制装置的各个具体实施例进行详细描述，其中，对图 4所作说明在此一并作为参考。图 6所示的控制装置 10位于以图 3所示的 SC-FDMA发射机中，其中，包括：加权确认装置 100、发送装置 101。具体地，所述加权确认装置 100包括：加权装置 1000、离散傅立叶变换装置 1001、子载波映射装置 1002、离散傅立叶反变换装置 1003、功率峰均比计算装置 1004、判断装置 1002, 所述判断装置 1005 包括功率峰均比判断装置 10050、迭代次数判断装置 10051和功率峰均比最小判断装置 10052。首先定义 2个参数。 i ) PAPR的阈值 P_a, 表示当低于该 P_a时，系统的功率峰均比达到容许的范围。 ii )迭代次数的阈值 K_a, 表示当迭代次数的序号等于 K_a时，则停止迭代。将变量 k初始化为 1。变量 k为加权系数的相关信息，即加权系数的组标识，也是迭代次数的标识，可以是迭代次数的序号。

加权装置 1000对输入的 M个 QAM符号进行的第 k次相位变换的操作，以获取新的 M个 QAM符号。

所述的变换策略如下：

初始的 M个 QAM符号所组成的列向量为 =^, , ，...， ;Γ。加权装置 1000首先将该列向量转换为矩阵，即

^ / +】 ·Άχ(ρ-1) + 1

S2^Sl + 2 '-^Slx(p~~\) + 2

S_M = unvec(S_v )

此处， mw

Ixp 是将一个 / xl的向量，转换为 /x 的矩阵，即 5的前 / 个元素放在的第一列， &的前第二个 /个元素放在的第二列，依此类推。

设 2；=[^^₃,. ]为第 k次的变换向量，则对进行下述的线性变换：

s

M /x p

(2)

其中， 7；的元素 ^,£ = 1,2,...从以下元素集合中选取，例如, {1，-1}, {j,-j}。更普遍地，可以是 {re^'}，即所有的 QAM符号均乘以一个幅度的权值 r, 以及相位 ± 。变换的向量集合 {7， = 1,2,.. 。}应该是通过发送端和接收端均知晓的某些方式预先确定的。

最后，将矩阵^/" 变换成列向量& ^w 在一个变化的实施例中，加权装置 1000中所做的变换也可以是直接用 Μχ Μ的对角矩阵与所述 M个 QAM的输入符号即 S_v相乘，也即以下这种形式：

( 4 )

值得注意的是，对上述输入的 M个 QAM符号进行的变换不限于上述 2种矩阵变换方式，上述 2种矩阵变换的方式仅为示例，通过其他方式对所述输 +入的 M个 QAM符号进行变换的操作也在本发明的保护范围之内。离散傅立叶变换装置 1001、子载波映射装置 1002和离散傅立叶反变换装置 1003与现有技术相同，即对输入的新的 M个 QAM信号进行常规的 SC-FDMA信号处理，包括：

离散傅立叶变换装置 1001 , 对该组经过加权变换的加权符号进行 M点的离散傅立叶变换 ,生成一组 M个经离散傅立叶变换后的符子载波映射装置 1002,对所述一组 Μ个经离散傅立叶变换后的符号进行子载波映射，以生成 Ν个经子载波映射后的符号，其中包含所述 Μ个经离散傅立叶变换后的符号以及 Ν-Μ个零，其中， Ν>Μ; 离散傅立叶反变换装置 1003 , 对所述 Ν个经子载波映射后的符号进行 Ν点的离散傅立叶逆变换，以生成所述 SC-FDMA符号。

其中所述子载波映射装置 1002可以采用集中式或分布式的子载波映射方式来对所述一组 M个经离散傅立叶变换后的符号进行子载波映射，以生成 N个经子载波映射后的符号。

离散傅立叶反变换装置 1003 , 用于对所述 N个经子载波映射后的符号进行 N点的离散傅立叶逆变换，以生成所述 SC-FDMA符号。

功率峰均比测量装置 1004还包括緩存（缓存在图 6中未示出），将第 k 次变换获得的 SC-FDMA 符号存入緩存中，并测量该 SC-FDMA信号的 PAPR值，存储的形式可以是，但不限于，在发射机的緩中存入每个 SC-FDMA符号与其对应的 PAPR值的表。

判断装置 1005包括功率峰均比判断装置 10050和迭代次数判断装置 10051。

功率峰均比判断装置 10050用于判断功率峰均比测量装置 1004 所测量的 SC-FDMA信号的 PAPR值是否小于 PAPR的阁值 P_a。当小于预先设定的 PAPR的阈值 P_a，表示该 SC-FDMA信号的 PAPR 值在系统容许的范围之内，则将该 SC-FDMA信号和其对应的迭代次数的序号 k传送给发送装置 101 ,否则判断装置 1005将 SC-FDMA 符号对应的迭代次数的序号发送给迭代次数判断装置 10051。迭代次数判断装置 10051 还需要进一步判断该迭代次数的序号是否小于迭代次数的阈值 K_a, 若判断的结果是小于将迭代次数的序号加 1 , 再回到加权装置 1000重新进行加权。

发送装置 101收到判断装置 1005发送的 SC-FDMA符号。因为判断装置 1005 判断的结果为满足 SC-FDMA信号的 PAPR值低于 PAPR阈值的条件，也即 PAPR值在系统容许的范围之内，则可以对经过变换的该 SC-FDMA 信号进行输出。同时，发送端还需要输出此次对 QAM符号进行变换所对应的迭代次数的序号 k。接收端接收到 k，才能根据 k所指示的变换加权系数对接收到的符号进行与发射端相逆的变换。

若迭代次数判断装置 10051判断迭代次数的序号 k为 k不小于迭代次数的阈值 Ka, 则功率峰均比最小判断装置 10052还需要进行如下的操作：从緩存中读取 K_a个输出的 SC-FDMA信号所对应的 PAPR值，并从中选取其中具有最小的 PAPR值的 SC-FDMA符号，记为第 K_s 进行输出。同时，发送装置 101还需要输出该具有最小的 PAPR值的 SC-FDMA符号所对应的变换的迭代次数的序号。

发送装置 101的输出将输出给循环前缀插入装置 103 (图中为示出）。循环前缀插入装置 103为每个处理的符号块中加入循环前缀。加入循环前缀便于在接收端可以进行低复杂度、高性能的频域均衡。在一个变化的实施例中，发送装置 101 也可以输出具有最小的 PAPR值的 SC-FDMA符号所对应的变换的所有加权系数。

在一个变化的实施例中，功率峰均比判断装置 10050可以省略，即，功率峰均比测量装置 1004緩存并测量 PAPR值后，迭代次数判断装置 10051直接用迭代次数的阔值 K_a作为判断是否为允许输出的 SC-FDMA符号的条件。也即每次生成不同的 SC-FDMA符号，不需要与 PAPR 阈值进行比较，只需比较所进行变换操作的迭代次数的序号 k是否满足小于迭代次数的阔值 K_a。若迭代次数的序号 k小于 K_a, 则对迭代次数的序号 k进行增 1的操作，即 k=k+l , 并重新回到加权装置 1000。

若迭代次数判断装置 10051的判断结果为否，即迭代次数的序号 k不小于 K_a, 则功率峰均比最小判断装置 10052从功率峰均比测量装置 1004的緩存中读取 ^个输出的 SC-FDMA信号所对应的 PAPR 值，并从中选取其中具有最小的 PAPR值的 SC-FDMA符号，记为第 K_s进行输出。

在另一个变化的实施例中功率峰均比测量装置 1004对于测量的 PAPR值可以进行如下的操作，即每次测量的 SC-FDMA符号均与前一次测量的 SC-FDMA符号的 PAPR值进行比较。若小于前一次测量的 SC-FDMA 符号的 PAPR 值，则保留本次测量的 PAPR 值和 SC-FDMA信号，否则丢弃本次测量的结果，只保留上次测量的结果和对应的 SC-FDMA符号。则在迭代次数判断装置 10051中判断 k<K_a, k=k+l , 重新进入加权装置 1000; 否则，比较本次 SC-FDMA符号的 PAPR值与緩存中保留的 SC-FDMA符号的 PAPR值。若本次测量的 PAPR值小于緩存中保留的 PAPR值，则将本次变换的 SC-FDMA信号作为待输出的信号，否则，将緩存中保留的 PAPR值所对应的 SC-FDMA信号输出。在另一个变化的实施例中，发送装置 101 中不需要将发送端信息，即迭代次数的序号 k发送给接收机。因为接收机可以在接收端进行盲检测，接收机可以对其已知的多组的加权系数全部进行逆操作，并从中选出误差最小的加权系数组 (例如可以利用 CRC循环冗余校验码)进行逆操作，以获取原始的 M个 QAM信号。图 7示出在接收端处，对接收到的 SC-FDMA符号进行与发射机相逆的操作的还原装置，以下，参照图 7并结合图 5对根据本发明第二方面的在通信网中的接收机中用于对接收到的功率峰均比已降低的符号进行还原的还原装置的各个具体实施例进行详细描述。图 7 所示的还原装置 20位于以图 5所示的 SC-FDMA接收机中，其中，包括：接收装置 200、去加权装置 201。具体地，所述去加权装置 201 包括：离散傅立叶变换装置 2000、子载波映射装置 2001、离散傅立叶反变换装置 2002、加权拟变换装置 2003。

接收装置 200接收到 SC-FDMA符号。

去加权装置 201从接收装置 200获取所述的 SC-FDMA符号，离散傅立叶变换装置 2000对接收到的 SC-FDMA符号进行 N点 DFT 变换，将时域信号变换为频域信号，以获取 N个经过 DFT变换的频域信号。子载波映射装置 2001对 N个经过 DFT变换的频域信号进行从 N点到 M点的子载波逆映射以获取 M个经过子载波逆映射的符号；离散傅立叶反变换装置 2002对 M个经过子载波逆映射的符号进行 M点的 IDFT变换，以获取 M个 QAM符号；

加权逆变换装置 2003对获取的 M个 QAM符号进行如下的操作： s - 1)+2 s， t s

s (S_v ^(k)) =

(5)

加权逆变换装置 2003再对该 M个 QAM符号进行与发射端所进行的矩阵变换相逆的变换，即乘以对角矩阵的逆矩阵。

即式（6) 为所述式（2) 的逆操作。

在一个变化的实施例中，

然后加权逆变换装置 2003再将矩阵 ,转换为列矢量

S_v =vec(S_M) = (8)

式（8)是对式（1) 的逆操作。在一个变化的实施例中，如果接收机未接收到来自发射机的迭代次数的序号 k, 则接收机可以在接收端进行盲检测，接收机可以对其已知的多组的加权系数全部进行逆操作，则接收机中还要包括加权系数组估计装置 202,用于根据多组的加权系数所对应的误差来选取误差最小的加权系数组进行逆操作，以获取原始的 M个 QAM信号。以上对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于特定的系统、设备和具体协议，本领域内技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims

权利要求书

1. 一种在单载波频分复用（SC-FDMA ) 系统的发射机中用于降低输出符号的功率峰均比的方法，其中，包括以下步骤，

a. 确定一组适合的加权系数，对一组 M个输入符号分别进行加权，以生成一组加权符号，并由该组加权符号来获得一个 SC-FDMA 符号进行输出，其中，该组适合的加权系数被确定，以符合预定条件；

其中，还包括以下步骤：

一将该组适合的加权系数的相关信息发送给接收机。
2. 根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述步骤 a还包括：

al .利用多组加权系数分别对该组 M个输入符号分别进行加权，以获得多组加权符号，并由所述多组加权符号来获得多组 SC-FDMA 符号并测量所获得多组 SC-FDMA符号的功率峰均比，并由所述多组 SC-FDMA符号的功率峰均比确定该组适合的加权系数，以符合预定条件。 3. 根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述步骤 a还包括：

al '. 利用一组加权系数对该组 M个输入符号分别进行加权，以获得一组加权符号；

a2，. 由该组加权符号来获得相应的一组 SC-FDMA符号并测量该组 SC-FDMA符号的功率峰均比；

a3'. 判断是否符合预定条件；

当符合预定条件时，将该组加权系数作为所述适合的加权系数；否则，选择一组新加权系数来重复步驟 al，至 a3，。
4. 根据权利要求 1至 3中任一项所述的方法，其特征在于，所述预定条件包括以下各项中的任一项或多项：

- 功率峰均比小于预定阈值；

- 在多组加权系数对应的功率峰均比中最小。
5. 根据权利要求 4所述的方法，其特征在于，所述一组加权系数为（1^1;₂...½) , 其中 i, 2...M, 其中， θ_ΐ5 θ₂...θ_Μ中至少两项不同。
6. 根据权利要求 5所述的方法，其特征在于，所述对一组 Μ个输入符号分别进行加权的步骤如下式所示：

其中，（_Sl...s_M)为一組 M个输入符号，（S^.SM)为一组加权符号, ( t!...ti) 为所述一组加权系数 (t t₂...t_M) 中的一部分， M=l*p。
7. 根据权利要求 1至 6中任一项所述的方法，其特征在于，该組适合的加权系数的相关信息包括该组加权系数的组标识和 /或全部系数值。
8. 根据权利要求 1至 7中任一项所述的方法，其特征在于，所述由该组加权符号来获得一组相应的 SC-FDMA符号的步驟还包括以下步骤：

i) 对该组加权符号进行 M点的离散傅立叶变换，生成一组 M 个经离散傅立叶变换后的符号；

ii) 对所述一组 M个经离散傅立叶变换后的符号进行子载波映射，以生成 N个经子载波映射后的符号，其中包含所述 M个经离散傅立叶变换后的符号以及 N-M个零，其中， N>M;

iii ) 对所述 N个经子载波映射后的符号进行 N点的离散傅立叶逆变换，以生成所述 SC-FDMA符号。 9. 根据权利要求 8所述的方法，其特征在于，所述步骤 ii ) 包括：采用集中式或分布式的子载波映射方式来对所述一组 M个经离散傅立叶变换后的符号进行子载波映射，以生成 N个经子载波映射后的符号。
10. 一种在单载波频分复用（SC-FDMA ) 系统的接收机中用于对接收到的功率峰均比已降低的符号进行还原的方法，其中，包括以下步骤，

- 接收来自发射机的一个 SC-FDMA符号以及与该 SC-FDMA符号所对应的该组适合的加权系数的相关信息；

- 根据所迷该组适合的加权系数的相关信息，确定一組相应的逆加权系数，并利用所述逆加权系数对所接收的 SC-FDMA 符号进行与发送端相逆的去加权处理。
1 1. 一种在单载波频分复用（SC-FDMA ) 系统的发射机中用于降低输出符号的功率峰均比的控制装置，其中包括，

加权确定装置，用于确定一组适合的加权系数，对一组 M个输入符号分别进行加权，以生成一组加权符号，并由该組加权符号来获得一个相应的 SC-FDMA 符号进行输出，其中，该組适合的加权系数被确定，以符合预定条件；

其中，还包括发送装置，将所述该组适合的加权系数的相关信息发送给接收机。
12. 根据权利要求 11所述的控制装置，其特征在于，所述加权确定装置还用于：

利用多組加权系数分别对该组 M个输入符号分别进行加权，以获得多组加权符号，并由所述多组加权符号来获得多组 SC-FDMA 符号并计算所获得多组 SC-FDMA 符号的功率峰均比，并由所述多组 SC-FDMA 符号的功率峰均比确定该组适合的加权系数，以符合预定条件。 13. 根据权利要求 11所述的控制装置，其特征在于，所述加权确定装置还包括：

加权装置，用于利用一组加权系数对该组 M个输入符号分别进行加权，以获得一組加权符号；

功率峰均比测量装置，用于由该组加权符号来获得相应的一组 SC-FDMA符号并测量该组 SC-FDMA符号的功率峰均比；

判断装置，用于判断是否符合预定条件；

当符合预定条件时，将该组加权系数作为所述适合的加权系数；否则，选择一组新加权系数，加权装置，功率峰均比计算装置和判断装置重复上述操作。
14. 根据权利要求 11 至 13 中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述预定条件包括以下各项中的任一项或多项：

- 功率峰均比小于预定阈值；

- 在 N组加权系数对应的功率峰均比中最小。
15. 根据权利要求 14所述的控制装置，其特征在于，所述一组加权系数为（

2...M,其中， Θ^ Θ^ .ΘΜ中至少两项不同。 16. 根据权利要求 15所述的控制装置，其特征在于，所述对一组 Μ个输入符号分别进行加权的加权确定装置所执行的步骤如下式所示：

其中， ^^^^为一组个输入符号，^^^^为一组加权符号，

( ti...ti ) 为所述一组加权系数（t_l5 t₂...t_M ) 中的一部分， M=l*p。
17. 根据权利要求 1 1至 16中任一项所述的控制装置，其特征在于 , 该组适合的加权系数的相关信息包括该组加权系数的组标识和 / 或全部系数值。
18. 根据权利要求 1 1至 17中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述由该組加权符号来获得一組相应的 SC-FDMA 符号的加权确定装置中还包括：

离散傅立叶变换装置，用于对该组加权符号进行 M点的离散傅立叶变换，生成一组 M个经离散傅立叶变换后的符号；

子载波映射装置，用于对所述一组 M个经离散傅立叶变换后的符号进行子载波映射，以生成 N个经子载波映射后的符号，其中包含所述 M个经离散傅立叶变换后的符号以及 N-M个零，其中， N>M; 离散傅立叶反变换装置，用于对所述 N个经子载波映射后的符号进行 N点的离散傅立叶逆变换，以生成所迷 SC-FDMA符号。
19. 根据权利要求 18所述的控制装置，其特征在于，所述子载波映射装置还用于，

采用集中式或分布式的子载波映射方式来对所述一组 M个经离散傅立叶变换后的符号进行子载波映射，以生成 N个经子载波映射后的符号。
20. 一种在单载波频分复用（SC-FDMA ) 系统的接收机中用于包括，

接收装置，用于接收来自发射机的一个 SC-FDMA符号以及与该 SC-FDMA符号所对应的该组适合的加权系数的相关信息；

去加权装置，用于根据所述该组适合的加权系数的相关信息，确定一组相应的逆加权系数，并利用所述逆加权系数对所获取的 SC-FDMA符号进行与发送端相逆的去加权处理。
21. 一种单载波频分复用（ SC-FDMA )的发射机，其特征在于，包括根据权利要求 11 至 19 中任一项所述的在单载波频分复用制装置。、 ' 、 ' 、；^< 、