CN103326985B - 一种降低ofdm中的峰均比的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低OFDM中的峰均比的方法，包括以下步骤：将需要传输的OFDM符号按前、后两个半段或奇数位置符号、偶数位置符号分成两子块；通过选择映射算法，计算符号向量并选择具有最小峰均比的处理后的子块；使用不同的旋转因子使得OFDM符号的第2个子块的峰均比得到降低；通过遍历得到使峰均比最小的加权方案和搜索一个峰均比性能最好的序列对这两个子块进行合并传输。本发明将原OFDM符号流进行分段处理，然后分段使用SLM算法和PTS算法，取得了比传统SLM、PTS算法更优异的系统峰均比降低性能，通过对PTS和SLM算法性能进行了仿真比较，其中PTS在误码率性能方面要优于SLM，但是降低峰均比效果要稍逊于SLM，本发明降低OFDM中峰均比的技术具有比SLM和PTS算法更好的峰均比抑制效果和同水平的计算复杂度。
Description
技术领域
本发明属于OFDM系统研究技术领域，尤其涉及一种降低OFDM中的峰均比的方法。
背景技术
目前，许多学者展开OFDM系统中峰均比的降低问题的研究，提出了许多关于峰均比的降低算法，其大致可归为信号畸变技术、概率类技术、编码类技术三大类；
信号畸变技术的基本思想是对超过阈值的OFDM信号的峰值及其附近范围进行非线性处理，以减小峰均比；
信号扰码技术的基本思想是对输入的信号进行多种形式的相位优化处理，并选择具有最小峰均比的相位组合进行发送，该类技术不直接降低峰均比，而是减小峰均比峰值出现的概率，其中以选择映射法(Selective Mapping,SLM)和部分传输序列法(PartialTransmit Sequence,PTS)为代表方法；
编码类技术的核心是通过编码技术产生具有较小幅值的码字集合，用于传输，从而避开高峰值信号的产生；
其中PTS在误码率性能方面要优于SLM，但是降低峰均比效果要稍逊于SLM，PTS和SLM算法性能进行了仿真比较，其中PTS在误码性能方面要优于SLM，但是降低峰均比效果要稍逊于SLM且需要传输的边带信息相对较多，SLM和PTS一样都不受载波数限制，且运算复杂度都与分的块数有关，当块数不断增加时，PTS和SLM都有一个性能极限。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种降低OFDM中的峰均比的方法，旨在解决OFDM系统中峰均比的降低存在的操作复杂，性能低的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种降低OFDM中的峰均比的方法，所述降低OFDM中的峰均比的方法包括以下步骤：
将需要传输的OFDM符号按前、后两个半段或奇数位置符号、偶数位置符号分成两子块；
通过选择映射算法，计算符号向量并选择具有最小峰均比的子块进行传输；
使用不同的旋转因子使得OFDM符号的第2个子块的峰均比得到降低；
将通过遍历得到使峰均比最小的加权方案和搜索一个峰均比性能最好的序列对这两个子块进行合并传输。
进一步、所述降低OFDM中的峰均比的方法具体以下步骤为：
步骤一、将需要传输的OFDM符号按前、后两个半段或奇数位置符号、偶数位置符号分成两子块，对第一子块使用选择映射算法降低系统峰均比，对第二子块使用PTS算法降低系统峰均比；
步骤二、选择映射算法是使用随机相位序列构造出表示同一信息的多个统计独立的符号向量块，并选择其中具有最小峰均比的子块，
步骤三、部分传输序列PTS的原理所示，首先将长度为N的数据向量划分为互不重叠的V个子向量Xv，其分割方法通常采用相邻分割，随机分割或交织分割，通过使用不同的旋转因子使得OFDM符号的峰均比得到降低，在实际应用中，往往对选定的旋转因子集合，通过遍历得到使峰均比最小的加权方案；
步骤四、通过遍历得到使峰均比最小的加权方案和搜索一个峰均比性能最好的序列对这两个子块进行合并传输，得到降低OFDM中的峰均比的方法。
进一步、所述步骤二中：最小峰均比的信号的选取为：将其中X＝[x0,x1,x2,...,xN-2,xN-1]串并转换后，经过基带映射后的符号向量，X1，X2，…，XV为V路含有相同信息的符号向量，B＝[b1,b2,b3,...,bV]为V个长度为N的随机相位矢量，通过V个矢量分别对向量X1，X2，…，XV进行相位处理，得到V个不同的序列Y1，Y2，…，YV，再经过IFFT运算，即得到V个不同的输出序列，然后从这V个序列中遍历搜索一个峰均比性能最好的子块。
进一步、所述步骤三中：利用旋转因子B＝[b1,b2,b3,...,bV]将这V个分组组合起来，得到X'：
其中旋转因子bV又称加权系数，满足bv＝exp(jΦv)且Φv∈[0,2π]，然后，Yv为对Xv进行IFFT变换后的结果。
本发明的降低OFDM中的峰均比的方法，将原OFDM符号流进行分段处理，然后分段使用SLM算法和PTS算法，取得了比传统SLM、PTS算法更优异的系统峰均比降低性能，通过对PTS和SLM算法性能进行了仿真比较，其中PTS在误码性能方面要优于SLM，但是降低峰均比效果要稍逊于SLM，本发明降低OFDM中峰均比的技术具有比SLM和PTS算法更好的峰均比抑制效果和同水平的计算复杂度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的降低OFDM中的峰均比的方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的选择映射算法抑制峰均比原理图；
图3是本发明实施例提供的部分传输序列算法PTS抑制峰均比原理图；
图4是本发明实施例提供的降低OFDM中的峰均比的方法的原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明提供的降低OFDM中的峰均比的方法结构。为了便于说明，仅仅示出了与本发明相关的部分。
本发明的降低OFDM中的峰均比的方法，该降低OFDM中的峰均比的方法包括以下步骤：
将需要传输的OFDM符号按前、后两个半段或奇数位置符号、偶数位置符号分成两子块；
通过选择映射算法，计算符号向量并选择具有最小峰均比的信号进行传输；
使用不同的旋转因子使得OFDM符号的峰均比得到降低；
将通过遍历得到使峰均比最小的加权方案和搜索一个峰均比性能最好的序列这两个子块进行合并传输。
作为本发明实施例的一优化方案，降低OFDM中的的方法具体以下步骤为：
步骤一、将需要传输的OFDM符号按前、后两个半段或奇数位置符号、偶数位置符号分成两子块，对第一子块使用选择映射算法降低系统峰均比，对第二子块使用PTS算法降低系统峰均比；
步骤二、选择映射算法是使用随机相位序列构造出表示同一信息的多个统计独立的符号向量，并选择其中具有最小峰均比的信号进行传输，
步骤三、部分传输序列PTS的原理所示，首先将长度为N的数据向量划分为互不重叠的V个子向量Xv，其分割方法通常采用相邻分割，随机分割或交织分割，通过使用不同的旋转因子使得OFDM符号的峰均比得到降低，在实际应用中，往往对选定的旋转因子集合，通过遍历得到使峰均比最小的加权方案；
步骤四、将通过遍历得到使峰均比最小的加权方案和搜索一个峰均比性能最好的序列这两个子块进行合并传输，得到降低OFDM中的峰均比的最新技术。
作为本发明实施例的一优化方案，步骤二中：最小峰均比的信号的选取为：将其中X＝[x0,x1,x2,...,xN-2,xN-1]为串并转换后，经过基带映射后的符号向量，X1，X2，…，XV为V路含有相同信息的符号向量，C＝[c1,c2,c3,...,cV]为V个不同的长度为N的随机相位矢量，通过V个矢量分别对向量X1，X2，…，XV进行相位处理，得到V个不同的序列Y1，Y2，…，YV，再经过IFFT运算，即得到V个不同的输出序列，然后从这V个序列中遍历搜索一个峰均比性能最好的子块进行传送。
作为本发明实施例的一优化方案，步骤三中：利用旋转因子B＝[b1,b2,b3,...,bV]将这V个分组组合起来，得到X'：
其中旋转因子bV又称加权系数，满足bv＝exp(jΦv)且φv∈[0,2π]，Yv为对Xv进行IFFT变换后的结果。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1所示，本发明实施例的降低OFDM中的的方法包括以下步骤：
S101：将需要传输的OFDM符号按前、后两个半段或奇数位置符号、偶数位置符号分成两子块；
S102：通过选择映射算法，计算符号向量并选择具有最小峰均比的子块；
S103：使用不同的旋转因子使得OFDM符号的第二个子块的峰均比得到降低；
S104：通过遍历得到使峰均比最小的加权方案和搜索一个峰均比性能最好的序列对这两个子块进行合并传输。
本发明的具体步骤为：(如图4所示)，
步骤一、
将需要传输的OFDM符号按前、后两个半段或奇数位置符号、偶数位置符号分成两子块，对第一子块使用SLM算法降低系统峰均比，对第二子块使用PTS算法降低系统峰均比，
步骤二、
选择映射算法(SLM)算法是使用随机相位序列构造出表示同一信息的多个统计独立的符号向量，并选择其中具有最小峰均比的信号进行传输，如图-2所示，其中X＝[x0,x1,x2,...,xN-2,xN-1]为串并转换后，经过基带映射后的符号向量，X1，X2，…，XV为V路含有相同信息的符号向量，C＝[c1,c2,c3,...,cV]为V个不同的长度为N的随机相位矢量，通过V个矢量分别对向量X1，X2，…，XV进行相位处理，得到V个不同的序列Y1，Y2，…，YV，再经过IFFT运算，即得到V个不同的输出序列，然后从这V个序列中遍历搜索一个峰均比性能最好的序列进行传送，
步骤三、
部分传输序列PTS的原理如图-3所示，首先将长度为N的数据向量划分为互不重叠的V个子向量Xv，其分割方法通常采用相邻分割，随机分割或交织分割，然后利用旋转因子B＝[b1,b2,b3,...,bV]将这V个分组组合起来，得到X'：
其中旋转因子bV又称加权系数，满足bv＝exp(jφv)且φv∈[0,2π]，Yv为对Xv进行IFFT变换后的结果，通过使用不同的旋转因子使得OFDM符号的峰均比得到降低，在实际应用中，往往对选定的旋转因子集合，通过遍历得到使峰均比最小的加权方案，最优的加权系数满足：
步骤四、
将通过遍历得到使峰均比最小的加权方案和搜索一个峰均比性能最好的序列这两个子块进行合并传输，得到降低OFDM中的峰均比的最新技术。
本发明的工作原理为：
新的降低OFDM中的峰均比的是结合SLM和PTS两算法的各自优势，将原序列分割成两个子块，对第一个子块选择映射算法(SLM)算法，即使用随机相位序列构造出表示同一信息的多个统计独立的符号向量，并选择其中具有最小峰均比的信号进行传输，对第二个子块使用PTS算法，对选定的旋转因子集合，通过遍历得到使峰均比最小的加权方案，将两个子块进行合并传输从而得到一种新的降低OFDM中的峰均比的技术。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种降低OFDM中的峰均比的方法，其特征在于，所述降低OFDM中的峰均比的方法包括以下步骤：
将需要传输的OFDM符号按前、后两个半段或奇数位置符号、偶数位置符号分成两子块；
对第一个子块使用选择映射算法降低系统峰均比，计算符号向量并选择具有最小峰均比的子块；对第二个子块使用PTS算法降低系统峰均比，使用不同的旋转因子使得OFDM符号的第二个子块的峰均比得到降低，然后将对第一个子块使用选择映射算法搜索得到的一个PAPR性能最好的序列与对第二个子块使用PTS算法通过遍历和加权方案得到PAPR最小的序列进行合并传输，降低OFDM中的峰均比。
2.如权利要求1所述的降低OFDM中的峰均比的方法，其特征在于，所述降低OFDM中的峰均比的方法具体步骤为：
步骤一、将需要传输的OFDM符号按前、后两个半段或奇数位置符号、偶数位置符号分成两子块，对第一子块使用选择映射算法降低系统峰均比，对第二子块使用PTS算法降低系统峰均比；
步骤二、选择映射算法是使用随机相位序列构造出表示同一信息的多个统计独立的符号向量，并选择其中具有最小峰均比的信号进行传输；
步骤三、部分传输序列PTS的原理所示，首先将长度为N的数据向量划分为互不重叠的V个子向量Xv，其中V为子向量的个数，其分割方法采用相邻分割，随机分割或交织分割，通过使用不同的旋转因子使得OFDM符号的峰均比得到降低，在实际应用中，对选定的旋转因子集合，通过遍历得到使峰均比最小的加权方案；
步骤四、将通过遍历得到使峰均比最小的加权方案和搜索一个峰均比性能最好的序列对这两个子块进行合并传输，得到降低的OFDM中的峰均比。
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