CN110581819A - 一种降低papr的方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种降低PAPR的方法、装置、电子设备及存储介质，方法包括：获取正交频分复用OFDM符号周期内的M组预留符号，并对每组预留符号中的每个预留符号进行幅值调制；其中每组预留符号均包括OFDM符号周期内N个调制符号中的L个预留符号；从所述M组预留符号中选取使传输数据具有最小PAPR的目标组预留符号；将所述目标组预留符号所在的N个调制符号发送至接收端；其中所述M、N和L均为至少为2的正整数。本发明实施例实现了在保持数据传输率的同时，有效降低传输数据的PAPR。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种降低PAPR的方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
5G系统的高速率、高带宽和高数据量特征，对无线信息承载资源量要求较大，而时域、空域、码域和功率域等信息承载资源的拓展能力有限，由此可以预见，作为频域资源应用的重要技术——正交分频复用((Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)仍将是5G系统无线信道支撑的重要选择技术。
OFDM技术具有极高的频谱利用率和良好的抗多径衰落性，是目前无线宽带通信中的主要应用技术。OFDM技术利用串并变换将高速串行数据流映射到若干子载波上，以较低的传输速率并行传输，增大了并行符号的码元宽度，减小了单个码元占用的频带，降低了多径环境引起的频率选择性衰落。由于每个子信道中的符号周期相对加大，可以减轻无线信道因多径延迟扩展的影响。此外，由于在OFDM符号间插入了保护间隔，并令保护间隔大于无线信道的最大时延扩展，可以最大限度地消除多径带来的符号间干扰(Inter SymbolInterference，ISI)。又由于保护间隔为循环前缀，从而可以避免由多径带来的子载波间干扰(inter-carrier interference，ICI)。正因如此，OFDM一直成为无线通信系统中的重要研究对象。
但是，由于OFDM符号是经过IFFT数学变换后生成的多个独立的经过调制的子载波信号相加而成，致使所有子载波的带宽完全一样，所有子载波间保持严格的同步性，所有子载波的初相值为零，所有子载波承载信号的相关性较高，因此合成后的信号可能产生较大峰值功率的，这导致会带来较大的峰值平均功率比(Peak to Average Power Ratio，PAPR)。较大的PAPR直接影响是较大的信号功率峰值将会使信号进入非线性区，使信号产生非线性失真、产生谐波，造成明显的频谱扩展干扰和带内信号畸变，这不仅会导致整个系统性能下降，还将增加模数转换、数模转换的复杂度，增高功放的放大能力并降低设备的准确性等。
传统中解决OFDM系统中因PAPR引起的非线性失真的方案中，主要包括三类，第一类是包括限幅(Clipping)、压扩变换(Companding Transform，CT)和预留子载波(ToneReservation，TR)内的信号预畸变技术，第二类是包括选择性映射(Selective Mapping，SLM)和部分传送序列(PST)在内的高速编码技术，第三类是包括Golay、互补序列和Reed-Muller编码在内的分组编码技术。
其中，属于信号预畸变技术的预留子载波方式是一种无失真方式，基本原理是发射端保留一部分专门的子载波，用于产生抑制PAPR的消峰信号，接收端直接忽略预留子载波信号。在传统方式中，先在时域存储消峰信号，再将消峰信号与预留子载波处数据为“0”的OFDM符号的时域信号分别相加，找到其中能使合成信号具有最小PAPR值的序列，将其插入到预留子载波处，与数据序列一起发送，经过IFFT变换后统一作为传输信号传输。显然，这是一种静态算法，虽然预留符号不独占子载波，但不能针对动态信息序列找到合适的消峰数据。在改进型TR中，消峰信号可以动态产生，但要独占子载波，且占用的子载波数多，才能产生较好的消峰效果。但是，在该传统的预留符号降低PAPR的方式中，在发射端只能有L个预留符号调制来降低PAPR值，L值越大调制效果越好，但占用有用数据的位置也越多，降低了系统有效数据传输率。
此外，在属于调整编码技术的SLM方式中，若Xk＝IFFT[Xn]，n，k＝1，…N，设有M个不同的长度为N的随机相位序列 在[0，2π]内均匀分布，系统用M个相位序列分别与Xn点乘，形成可以有M个不同的新的输入序列X(u)，即然后对所得M个序列X(u)分别进行IFFT变换，得到M个输出序列最后在给定PAPR门限值的条件下，从这M个时域信号序列中选择PAPR值最小的用于传输。从上可以看出，SLM方法中的相位序列是由M组线性序列组成，这M组可以是随机的，也可以是其他方式获取的，方式越简单，接收方越容易获取。但是，在该传统的初相序列降低PAPR的方式中，发射端有N个初相序列值，并将这N个初相序列值通过边带经无线信道传送到接收端，大大增加了系统的技术难度。
综上所述，现有技术中在通过预留子载波方式降低PAPR时，存在不能同时兼顾调制效果和有效数据传输率的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种降低PAPR的方法、装置、电子设备及存储介质，以解决现有技术中在通过预留子载波方式降低PAPR时，存在的不能同时兼顾调制效果和有效数据传输率的问题。
针对上述问题，第一方面，本发明实施例提供一种降低PAPR的方法，应用于发送端，所述方法包括：
获取正交频分复用OFDM符号周期内的M组预留符号，并对每组预留符号中的每个预留符号进行幅值调制；其中每组预留符号均包括OFDM符号周期内N个调制符号中的L个预留符号；
从所述M组预留符号中选取使传输数据具有最小PAPR的目标组预留符号；
将所述目标组预留符号所在的N个调制符号发送至接收端；
其中所述M、N和L均为至少为2的正整数。
第二方面，本发明实施例提供一种降低峰值平均功率比PAPR的方法，应用于接收端，所述方法包括：
接收发送端发送的目标组预留符号所在的N个调制符号；其中，
所述目标组预留符号为OFDM符号周期内的M组预留符号中使传输数据具有最小PAPR的组预留符号，每组预留符号均包括OFDM符号周期内N个调制符号中的L个预留符号，且每组预留符号中的每个预留符号均经过幅值调制；
其中所述M、N和L均为至少为2的正整数。
第三方面，本发明实施例提供一种降低峰值平均功率比PAPR的装置，应用于发送端，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取正交频分复用OFDM符号周期内的M组预留符号，并对每组预留符号中的每个预留符号进行幅值调制；其中每组预留符号均包括OFDM符号周期内N个调制符号中的L个预留符号；
选取模块，用于从所述M组预留符号中选取使传输数据具有最小PAPR的目标组预留符号；
发送模块，用于将所述目标组预留符号所在的N个调制符号发送至接收端；
其中所述M、N和L均为至少为2的正整数。
第四方面，本发明实施例提供一种降低峰值平均功率比PAPR的装置，应用于接收端，所述装置包括：
接收模块，用于接收发送端发送的目标组预留符号所在的N个调制符号；其中，
所述目标组预留符号为OFDM符号周期内的M组预留符号中使传输数据具有最小PAPR的组预留符号，每组预留符号均包括OFDM符号周期内N个调制符号中的L个预留符号，且每组预留符号中的每个预留符号均经过幅值调制；
其中所述M、N和L均为至少为2的正整数。
第五方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的降低峰值平均功率比PAPR的方法的步骤。
第六方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现任一项所述的降低峰值平均功率比PAPR的方法的步骤。
本发明实施例提供的降低PAPR的方法、装置、电子设备及存储介质，通过获取OFDM符号周期内的M组预留符号，并对每组预留符号包括的每个预留符号进行具有较强削峰能力的幅值调制以降低传输数据的PAPR，然后从M组预留符号中选取使传输数据具有最小PAPR的目标组预留符号，并将目标组预留符号所在的N个调制符号发送至接收端，实现了通过对预留符号进行具有较强削峰能力的幅值调制降低传输数据的PAPR，避免了在通过预留子载波方式降低PAPR时，需要占用较多子载波才能产生较好的消峰效果，并导致降低数据传输率的问题，进而实现了在保持数据传输率的同时，有效降低传输数据的PAPR。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1表示本发明实施例中应用于发送端的降低PAPR的方法的步骤流程图；
图2表示本发明实施例中在从M组预留符号中选取使传输数据具有最小PAPR的目标组预留符号之后的步骤流程图；
图3表示本发明实施例中应用于接收端的降低PAPR的方法的步骤流程图；
图4表示本发明实施例的整个工作流程图；
图5表示本发明实施例中应用于发送端的降低PAPR的装置的模块框图；
图6表示本发明实施例中应用于接收端的降低PAPR的装置的模块框图；
图7表示本发明实施例中的电子设备的模块框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，为本发明实施例中应用于发送端的降低PAPR的方法的步骤，该方法包括：
步骤101：获取正交频分复用OFDM符号周期内的M组预留符号，并对每组预留符号中的每个预留符号进行幅值调制。
属于信号预畸变技术的传统预留子载波方式，为在随机生成一系列预留子载波的数据序列经IFFT变换后，在时域将消峰信号存储起来，再将这些消峰信号与预留子载波处数据为“0”的OFDM符号的时域信号分别相加，找到其中能够使合成信号具有最小PAPR值的那个序列，将其插入到预留子载波处。显然，预留子载波是一种无失真有效降低OFDM系统PAPR的方式，基本原理为发送端保留一部分专门的子载波，用于承载抑制PAPR的消峰信号，接收端则直接忽略这部分被保留用来抑制PAPR的子载波上的随机数据，其他子载波则承载有用数据，即在L个预留子载波上放置合适数据，使这些数据经IFFT变换后，能够得到合适的消峰信号。
在本步骤中，具体的，可以在获取OFDM符号周期内的M组预留符号时，对每组预留符号中的每个预留符号进行具有削峰能力的幅值调制，从而使得能够在不降低数据传输率的情况下，较大程度的降低有用信号的PAPR。
具体的，每组预留符号均包括OFDM符号周期内N个调制符号中的L个预留符号。其中，M、N和L均为至少为2的正整数。
此外，具体的，可以在N个子载波中选取L个子载波专门承载L个预留符号，N-L个子载波承载N-L个有用数据，其中L个预留符号为OFDM系统随机产生，且产生机会共有M次，即总共产生M组预留符号，每组包括不同的L个预留符号。此外，OFDM系统为每组中的L个预留符号配置幅值Am。这样，由于共有M组预留符号，使得N个调制符号也共有M组。此时，在对每组预留符号中的每个预留符号进行幅值调制时，每组中的L个预留符号均乘以幅值Am，发射端可以从M组预留符号中找到能够使传输数据的PAPR最小的L个预留符号。
具体的，在此需要说明的是，在相同幅值时，M的取值对降低PAPR的影响较小，但是若取不同的幅值，则对降低PAPR的影响较大。即在控制OFDM的PAPR的两个参数中，需要正确选择M的取值和幅值。此外，由于调制PAPR值包括两个参数，增加了调制功能。
步骤102：从M组预留符号中选取使传输数据具有最小PAPR的目标组预留符号。
在本步骤中，具体的，在从M组预留符号中选取使传输数据具有最小PAPR的目标组预留符号时，可以在每组预留符号中的L个预留符号与N-L个数据符号混合成N个传输数据时，发送端计算每组预留符号所在的N个传输数据的PAPR值，然后从计算得到的M个PAPR值中选取最小PAPR值对应的目标组预留符号。
步骤103：将目标组预留符号所在的N个调制符号发送至接收端。
在本步骤中，具体的，在选取出目标组预留符号之后，可以将目标组预留符号所在的N个调制符号发送至接收端。由于目标组预留符号所在的N个传输数据的PAPR值最小，实现了较大程度的降低有用信号的PAPR。
当然，经过M次筛选随机取得的峰值为Am的预留符号，即从M组预留符号中求出能使数据符号具有最小PAPR的目标组预留符号，然后将目标组中的L个预留符号与数据符号一起进行IFFT/FFT，达到降低多载波叠加后PAPR值的目的。此时，接收端接收到信号后，直接删除预留符号，保留数据符号，此过程为系统的消峰处理过程，虽然消峰信号与数据信号一起进入信道传输，但消峰信号与数据信号互不相干。
这样，本实施例通过获取OFDM符号周期内的M组预留符号，并对每组预留符号包括的每个预留符号进行具有较强削峰能力的幅值调制以降低传输数据的PAPR，然后从M组预留符号中选取使传输数据具有最小PAPR的目标组预留符号，并将目标组预留符号所在的N个调制符号发送至接收端，实现了通过对预留符号进行具有较强削峰能力的幅值调制降低传输数据的PAPR，避免了在通过预留子载波方式降低PAPR时，需要占用较多子载波才能产生较好的消峰效果，并导致降低数据传输率的问题，进而实现了在保持数据传输率的同时，有效降低传输数据的PAPR。
进一步地，如图2所示，在从所述M组预留符号中选取能够使传输数据具有最小PAPR的目标组预留符号之后，该方法还包括如下步骤：
步骤201：从N个调制符号中确定一个符号为初相标识符号，N-L-1个符号为数据符号。
在本步骤中，具体的，可以在发送端从N个调制符号中确定一个符号为初相标识符号，N-L-1个符号为数据符号，当然N个调制符号中已确定L个符号为预留符号。
步骤202：将目标组预留符号中的L个预留符号和N-L-1个数据符号进行合并，得到N-1个符号。
在本步骤中，具体的，由于已经从循环M次，即M组预留符号中获取到能使传输数据具有最小PAPR的目标组预留符号中的L个预留符号，因此此时可以直接将目标组预留符号中的L个预留符号和N-1-L个数据符号进行合并，得到N-1个符号。
步骤203：从OFDM系统中选取M组相位序列分别对N-1个符号进行调制，并获取使N-1个符号具有最小PAPR的目标组相位序列。
在本步骤中，具体的，可以从OFDM系统中选取M组相位序列分别对合并得到的N-1个符号进行调制，并从中获取能够使N-1个符号具有最小PAPR的目标组相位序列。
步骤204：根据目标组相位序列所对应的目标M值，获取用于对N-1个符号进行调制的调制参数。
在本步骤中，具体的，在获取到能够使N-1个符号具有最小PAPR的目标相位序列之后，可以根据目标组相位序列所对应的目标M值，获取用于对N-1个符号进行调制的调制参数。
其中，在根据目标组相位序列所对应的目标M值，获取用于对N-1个符号进行调制的调制参数时，可以将目标M值的倒数确定为用于对所述N-1个符号进行调制的调制参数。
另外，所述通过所述目标组相位序列对所述N-1个符号进行调制，则可以通过相位序列对所述N-1个符号进行调制；其中， m＝1/M；k表示N个调制符号中的第k个调制符号。
下面，对此进行具体说明。
设某个OFDM符号周期内有N个调制符号X′(k){k＝1,2，…N}，若对第k个调制符号X′(k)乘以一初相值为的复指数，即 表示为：
从上式中可以看出，上式与傅里叶变换式的区别为增加一初相由于初相仅仅表示波形超前或滞后的一个时间常量，在不考虑时间单位时，对波形没有任何影响，所以上式仍然是离散傅里叶逆变换，因而同样满足离散傅里叶变换关系。也就是说，若对上式采用离散傅里叶变换，前提只是变换中多包含了初相就可以恢复调制符号X′(k)。
其中，调制符号X′(k)可以看做是一个时域码元内对模拟信号做N次抽样后的第k个抽样值，式中是第k个初相为的复数指数。此外，在给每个X′(k)作用的谐波上增加一个初相，使得在没有改变傅里叶变换关系的前提下，能够通过相位序列实现对调制符号X′(k)的调制作用，以降低传输数据的PAPR。
此外，若取初相为简单序列其中N可以表示为子载波的数值。显然，k值越大，则值越大，相位序列改变调制符号X′(k)的初相也越大。
另外，若取m＝1/M，由于相位序列为具有M个不同的多组型简单序列，且相位序列有N个数据的简单序列，因此与调制符号X′(k){k＝1,2，…N}相乘的相位序列实际上有完全不同的M组可以供OFDM选择，且M值越大，可供OFDM系统选择的相位序列越多。
另外，由于上式为发送端的傅里叶逆变换，因此接收端完全可以通过傅里叶变换来恢复发送端的调制符号，由于调制参数m只有一个，因此只需要一个子载波承载即可。此时，发送端可以获取使OFDM系统PAPR值最小的调制参数m，然后再将调制参数m用1个子载波承载，该子载波信号m虽然经过IFFT变换，但可以不需要经过相位序列调制，从而使得接收端可以经过FFT变换后就可以直接将承载调制参数m的子载波信号提出，用于其他数据的相位序列解调。
步骤205：将调制参数赋值于初相标识符号，并通过目标组相位序列对N-1个符号进行调制。
在本步骤中，具体的，在根据目标组相位序列对应的目标M值，获取到用于对N-1个符号进行调制的调制参数时，可以将调制参数赋值于初相标识符号，并通过目标组相位序列对N-1个符号进行调制。
具体的，由于目标M值为能使调制符号X′(k){k＝1,2，…N}具有最小PAPR的目标组相位序列的组数，且调制参数与目标M值具有一定的对应关系，因此可以直接将调制参数赋值给初相标识符号，即发送端可以直接将赋值有调制参数的初相标识符号发送给接收端，此时由于M组相互独立的相位序列由调制参数决定，因此接收端只需要获取调制参数即可以解调初相序列。这实现了发送端能够只将一个调制参数发送至接收端，避免了现有技术中需要将多个初相序列均发送到接收端的问题，降低了系统的技术难度。
这样，通过先从N个调制符号中确定一个符号为初相标识符号，N-L-1个符号为数据符号，然后从OFDM系统中选取M组相位序列分别对合并得到的N-1个符号进行调制，并获取使N-1个符号具有最小PAPR的目标组相位序列，最后根据目标组相位序列所对应的目标M值，获取用于对N-1个符号进行调制的调制参数，并将调制参数赋值于初相标识符号，并通过目标组相位序列对N-1个符号进行调制，实现了发送端能够只将一个调制参数发送至接收端，避免了现有技术中需要将多个初相序列均发送到接收端的问题，降低了系统的技术难度。
此外，进一步地，在将所述目标组预留符号所在的N个调制符号发送至接收端时，可以将所述初相标识符号、所述目标组预留符号中的L个预留符号和N-L-1个数据符号通过子载波映射分配至N个子载波，并经过IFFT变换后形成N个OFDM符号；然后将所述N个OFDM符号发送至接收端。
具体的，在将所述目标组预留符号所在的N个调制符号发送至接收端时，可以将所述初相标识符号、所述目标组预留符号中的L个预留符号和N-L-1个数据符号通过子载波映射分配至N个子载波时，可以将初始标识符号映射到第1个子载波上，目标组预留符号中的L个预留符号映射到第2至第L+1个子载波上，N-L-1个数据符号映射到第L+2至第N个子载波上。
这样，本实施例通过获取OFDM符号周期内的M组预留符号，并对每组预留符号包括的每个预留符号进行具有较强削峰能力的幅值调制以降低传输数据的PAPR，然后从M组预留符号中选取使传输数据具有最小PAPR的目标组预留符号，并将目标组预留符号所在的N个调制符号发送至接收端，实现了通过对预留符号进行具有较强削峰能力的幅值调制降低传输数据的PAPR，避免了在通过预留子载波方式降低PAPR时，需要占用较多子载波才能产生较好的消峰效果，并导致降低数据传输率的问题，进而实现了在保持数据传输率的同时，有效降低传输数据的PAPR。
如图3所示，为本发明实施例中应用于接收端的降低PAPR的方法的步骤流程图，该方法包括：
步骤301：接收发送端发送的目标组预留符号所在的N个调制符号。
具体的，目标组预留符号为OFDM符号周期内的M组预留符号中使传输数据具有最小PAPR的组预留符号，每组预留符号均包括OFDM符号周期内N个调制符号中的L个预留符号，且每组预留符号中的每个预留符号均经过幅值调制；其中所述M、N和L均为至少为2的正整数。
这样，由于每组预留符号中的每个预留符号均经过具有较强削峰能力的幅值调制，且目标组预留符号为OFDM符号周期内的M组预留符号中使传输数据具有最小PAPR的组预留符号，避免了在通过预留子载波方式降低PAPR时，需要占用较多子载波才能产生较好的消峰效果，并导致降低数据传输率的问题，进而实现了在保持数据传输率的同时，有效降低传输数据的PAPR。
进一步地，在接收发送端发送的目标组预留符号所在的N个调制符号时，可以接收发送端发送的N个OFDM符号；其中，所述N个OFDM符号为一个初相标识符号、所述目标组预留符号中的L个预留符号和N-L-1个数据符号通过子载波映射分配至N个子载波，经过IFFT变换后得到；所述初相标识符号中携带有用于对除一个初相标识符号之外的N-1个符号进行调制的调制参数，所述调制参数为根据目标组相位序列所对应的目标M值获取，且所述N-1个符号经过所述目标组相位序列调制；其中目标组相位序列为OFDM系统中M组相位序列中使N-1个符号具有最小PAPR的组相位序列。
这样，在接收端接收到的N个OFDM符号中，只有初相标识符号中携带有用于对除一个初相标识符号之外的N-1个符号进行调制的调制参数，使得接收端能够根据调制参数对调制符号进行解调，避免了现有技术中在发送端需要将多个初相序列均发送到接收端时，接收端需要分析得到多个初相序列的问题，降低了系统的技术难度。
此外，进一步地，在接收发送端发送的N个OFDM符号之后，所述方法还包括：对所述N个OFDM符号进行FFT变换和子载波逆映射，得到N个映射符号；从与所述初相标识符号对应的映射符号中获取调制参数，并根据所述调制参数，得到解调相位序列；根据所述解调相位序列，对所述除初相标识符号之外的N-1个符号进行解调，得到经过解调后的N-1个符号；删除所述初相标识符号和经过解调后的L个预留符号，并输出N-L-1个数据符号。
这样，接收端通过对接收到的N个OFDM符号进行FFT变换和子载波映射，得到N个映射符号，使得能够从N个映射符号中获取调制参数，从而使得能够根据调制参数得到的解调相位序列，对除初相标识符号之外的N-1个符号进行解调，得到经过解调后的N-1个符号，实现了调制符号的整个传输接收过程。
本发明实施例通过接收发送端发送的目标组预留符号所在的N个调制符号；其中，目标组预留符号为OFDM符号周期内的M组预留符号中使传输数据具有最小PAPR的组预留符号，每组预留符号均包括OFDM符号周期内N个调制符号中的L个预留符号，且每组预留符号中的每个预留符号均经过幅值调制，实现了通过L个预留符号降低数据的PAPR，避免了在通过预留子载波方式降低PAPR时，需要占用较多子载波才能产生较好的消峰效果，并导致降低数据传输率的问题，进而实现了在保持数据传输率的同时，有效降低传输数据的PAPR。
下面在此详述本实施例的工作原理。
在发射端，串行比特数据经信道编码和星座映射后形成映射符号，经串并变换后形成N-L-1个并行映射符号，其中N为子载波数，L为预留符号数，1为初相标识符号数。系统先将初相标识符号置初值(0或者其他值，在此不做限定)，再将1个初相标识符号、L个随机预留符号、N-L-1个数据符号通过子载波映射分配给N个子载波。其中，初相标识符号映射到第1个子载波上，目标组预留符号中的L个随机预留符号映射到第2到第L+1个子载波上，N-L-1个数据符号映射到第L+2到第N个子载波上，然后将第2到第N个子载波上的符号分别乘以初相相位序列通过M次操作，求出系统中PAPR最小值对应的m值，最后将m值作为第1个子载波上的初相标识符号，并将包括初相标识符号和N-1个经调制后的符号交由IFFT变换，形成N个OFDM符号。
在接收端，通过无线信道传送到接收天线上的信号，经过低噪功放、下变频，以及串并变换后的N个并行传输的OFDM符号，再经过FFT变换和子载波逆映后，变成N个映射符号，其中第1个映射符号内容是发射端传送来的可以解调初相相位序列的m值，第2到第L+1个的映射符号内容是发射端传送来的L个预留符号，第L+2到第N个映射符号是发射端传送来的N-L-1个有用数据符号。所以，经过子载波逆映后，接收系统先提取第1个子载波上的符号值m，再用初相相位序列乘以第2到第N个子载波上的符号，然后除去第2到第L+1个子载波上的预留符号，只将第L+2到第N个子载波上的符号通过并串变换，星座逆映、信道解码等操作，求出N-L-1个有用数据对应的串行比特流。
下面结合图4，具体说明本实施例的工作流程。
从图4中可以看出，发送端首先确定1个符号为初相标识符号，L个符号为预留符号，N-L-1个符号为数据符号，先将可以循环M次的随机预留符号和数据符号合并成N-1个符号，求出其中PAPR最小的预留符号，并将PAPR最小的预留符号与数据符号合并后，再经过M次用不同调制参数m值对应的初相相位序列调制合并后的N-1个符号，取出其中最小PAPR值对应的调制参数m值，并用调制参数m值的初相相位序列重新调制合并后N-1个符号，并将调制参数m值赋值给初相标识符号，将初相标识符号、预留符号和数据符号经过子载波映射分配给N个子载波，经过IFFT变换后形成N个OFDM符号，经过后续操作，通过发射天线送入无线信道。
在接收端，发射信号在无线信道经过高斯噪声影响后，在接收天线上形成被接信号，经过FFT变换和子载波逆映后，系统先从第1个调制符号中取出调制参数m值，然后将调制参数m值给解调初相相位序列并对第2到N个调制符号进行解调，同时删除第1个子载波中的符号，删除已解调符号中的第2到第L+1子载波中的符号，输出第L+2到第N个共N-L-1个子载波中的数据。可以看出，接收端操作仅仅是提取调制参数m和删除第1个子载波中的符号，删除第2到第L+1子载波中的符号。
其中，第1个初相标识符号不需初相相位序列调制解调，只有预留符号和数据符号需要初相相位序列调制解调，方便了接收端较早提出初相序列标识符号。此外，先获取能使符号的PAPR最小的L个预留符号，再将预留符号与数据符号和初相标识符号一起进行IFFT/FFT变换，这是因为IFFT/FFT变换要求抽样数必须是2的指数值(一般为子载波数)，而初相标识符号+预留符号+数据符号＝子载波数。接收端首先要做的工作是FFT变换，所以提取初相标识符号是在FFT之后做，在取到初相标识符号后就可以解调初相相位序列，所以是在解调初相相位序列后，系统才删除初相标识符号和预留符号，同时也接收到了数据符号。
如图5所示，为本发明实施例中一种降低PAPR的装置，应用于发送端，所述装置包括：
第一获取模块501，用于获取正交频分复用OFDM符号周期内的M组预留符号，并对每组预留符号中的每个预留符号进行幅值调制；其中每组预留符号均包括OFDM符号周期内N个调制符号中的L个预留符号；
选取模块502，用于从所述M组预留符号中选取使传输数据具有最小PAPR的目标组预留符号；
发送模块503，用于将所述目标组预留符号所在的N个调制符号发送至接收端；
其中所述M、N和L均为至少为2的正整数。
这样，本发明实施例提供的降低PAPR的装置，通过第一获取模块501获取OFDM符号周期内的M组预留符号，并对每组预留符号中的每个预留符号进行幅值调制；通过选取模块502从M组预留符号中选取使传输数据具有最小PAPR的目标组预留符号；通过发送模块503将目标组预留符号所在的N个调制符号发送至接收端，实现了通过对预留符号进行具有较强削峰能力的幅值调制降低传输数据的PAPR，避免了在通过预留子载波方式降低PAPR时，需要占用较多子载波才能产生较好的消峰效果，并导致降低数据传输率的问题，进而实现了在保持数据传输率的同时，有效降低传输数据的PAPR。
可选地，所述装置还包括：
确定模块，用于从所述N个调制符号中确定一个符号为初相标识符号，N-L-1个符号为数据符号；
合并模块，用于将所述目标组预留符号中的L个预留符号和N-L-1个数据符号进行合并，得到N-1个符号；
第二获取模块，用于从OFDM系统中选取M组相位序列分别对所述N-1个符号进行调制，并获取使N-1个符号具有最小PAPR的目标组相位序列；
第三获取模块，用于根据所述目标组相位序列所对应的目标M值，获取用于对所述N-1个符号进行调制的调制参数；
调制模块，用于将所述调制参数赋值于所述初相标识符号，并通过所述目标组相位序列对所述N-1个符号进行调制。
可选地，所述发送模块包括：
映射单元，用于将所述初相标识符号、所述目标组预留符号中的L个预留符号和N-L-1个数据符号通过子载波映射分配至N个子载波，并经过IFFT变换后形成N个OFDM符号；
发送单元，用于将所述N个OFDM符号发送至接收端。
可选地，所述第三获取模块用于，将所述目标M值的倒数确定为用于对所述N-1个符号进行调制的调制参数；
所述调制模块用于，通过相位序列对所述N-1个符号进行调制；其中，m＝1/M；k表示N个调制符号中的第k个调制符号。
这样，本实施例提供的降低PAPR的装置，通过获取OFDM符号周期内的M组预留符号，并对每组预留符号包括的每个预留符号进行具有较强削峰能力的幅值调制以降低传输数据的PAPR，然后从M组预留符号中选取使传输数据具有最小PAPR的目标组预留符号，并将目标组预留符号所在的N个调制符号发送至接收端，实现了通过对预留符号进行具有较强削峰能力的幅值调制降低传输数据的PAPR，避免了在通过预留子载波方式降低PAPR时，需要占用较多子载波才能产生较好的消峰效果，并导致降低数据传输率的问题，进而实现了在保持数据传输率的同时，有效降低传输数据的PAPR。
在此需要说明的是，本发明实施例中可以通过硬件处理器(hardware processor)来实现相关功能模块，并能达到相同的技术效果，在此不在进行赘述。
此外，如图6所示，为本发明的实施例中提供的降低PAPR的装置，应用于接收端，所述装置包括：
接收模块601，用于接收发送端发送的目标组预留符号所在的N个调制符号；其中，
所述目标组预留符号为OFDM符号周期内的M组预留符号中使传输数据具有最小PAPR的组预留符号，每组预留符号均包括OFDM符号周期内N个调制符号中的L个预留符号，且每组预留符号中的每个预留符号均经过幅值调制；
其中所述M、N和L均为至少为2的正整数。
本实施例提供的应用于接收端的降低PAPR的装置，通过接收模块601接收发送端发送的目标组预留符号所在的N个调制符号，由于每组预留符号中的每个预留符号均经过具有较强削峰能力的幅值调制，且目标组预留符号为OFDM符号周期内的M组预留符号中使传输数据具有最小PAPR的组预留符号，避免了在通过预留子载波方式降低PAPR时，需要占用较多子载波才能产生较好的消峰效果，并导致降低数据传输率的问题，进而实现了在保持数据传输率的同时，有效降低传输数据的PAPR。
可选地，所述接收模块用于，接收发送端发送的N个OFDM符号；其中，
所述N个OFDM符号为一个初相标识符号、所述目标组预留符号中的L个预留符号和N-L-1个数据符号通过子载波映射分配至N个子载波，经过IFFT变换后得到；
所述初相标识符号中携带有用于对除一个初相标识符号之外的N-1个符号进行调制的调制参数，所述调制参数为根据目标组相位序列所对应的目标M值获取，且所述N-1个符号经过所述目标组相位序列调制；其中目标组相位序列为OFDM系统中M组相位序列中使N-1个符号具有最小PAPR的组相位序列；
所述装置还包括：
映射模块，用于对所述N个OFDM符号进行FFT变换和子载波逆映射，得到N个映射符号；
第一获取模块，用于从与所述初相标识符号对应的映射符号中获取调制参数，并根据所述调制参数，得到解调相位序列；
第二获取模块，用于根据所述解调相位序列，对所述除初相标识符号之外的N-1个符号进行解调，得到经过解调后的N-1个符号；
输出模块，用于删除所述初相标识符号和经过解调后的L个预留符号，并输出N-L-1个数据符号。
这样，本实施例提供的应用于接收端的降低PAPR的装置，通过接收发送端发送的目标组预留符号所在的N个调制符号，由于每组预留符号中的每个预留符号均经过具有较强削峰能力的幅值调制，且目标组预留符号为OFDM符号周期内的M组预留符号中使传输数据具有最小PAPR的组预留符号，避免了在通过预留子载波方式降低PAPR时，需要占用较多子载波才能产生较好的消峰效果，并导致降低数据传输率的问题，进而实现了在保持数据传输率的同时，有效降低传输数据的PAPR。
在此需要说明的是，本发明实施例中可以通过硬件处理器(hardware processor)来实现相关功能模块，并能达到相同的技术效果，在此不在进行赘述。
在本发明的又一实施例中，提供了一种电子设备，如图7所示，所述电子设备包括存储器(memory)701、处理器(processor)702以及存储在存储器701上并可在处理器702上运行的计算机程序。其中，所述存储器701、处理器702通过总线703完成相互间的通信。所述处理器702用于调用所述存储器701中的程序指令，以执行如下方法：获取正交频分复用OFDM符号周期内的M组预留符号，并对每组预留符号中的每个预留符号进行幅值调制；其中每组预留符号均包括OFDM符号周期内N个调制符号中的L个预留符号；从所述M组预留符号中选取使传输数据具有最小PAPR的目标组预留符号；将所述目标组预留符号所在的N个调制符号发送至接收端；其中所述M、N和L均为至少为2的正整数。
或者，所述处理器702用于调用所述存储器701中的程序指令，以执行如下方法：接收发送端发送的目标组预留符号所在的N个调制符号；其中，所述目标组预留符号为OFDM符号周期内的M组预留符号中使传输数据具有最小PAPR的组预留符号，每组预留符号均包括OFDM符号周期内N个调制符号中的L个预留符号，且每组预留符号中的每个预留符号均经过幅值调制；其中所述M、N和L均为至少为2的正整数。
本发明实施例提供的电子设备，可执行降低PPAPR的方法中的具体步骤，并能够达到相同的技术效果，在此不再对此进行具体介绍。
此外，上述的存储器701中的程序指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本发明的又一实施例中，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以执行如下方法：获取正交频分复用OFDM符号周期内的M组预留符号，并对每组预留符号中的每个预留符号进行幅值调制；其中每组预留符号均包括OFDM符号周期内N个调制符号中的L个预留符号；从所述M组预留符号中选取使传输数据具有最小PAPR的目标组预留符号；将所述目标组预留符号所在的N个调制符号发送至接收端；其中所述M、N和L均为至少为2的正整数。
或者，该计算机程序被处理器执行时以执行如下方法：接收发送端发送的目标组预留符号所在的N个调制符号；其中，所述目标组预留符号为OFDM符号周期内的M组预留符号中使传输数据具有最小PAPR的组预留符号，每组预留符号均包括OFDM符号周期内N个调制符号中的L个预留符号，且每组预留符号中的每个预留符号均经过幅值调制；其中所述M、N和L均为至少为2的正整数。
本发明实施例提供的非暂态计算机可读存储介质，可执行降低PAPR的方法中的具体步骤，并能够达到相同的技术效果，在此不再对此进行具体介绍。
在本发明的又一实施例中，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时以执行如下方法：获取正交频分复用OFDM符号周期内的M组预留符号，并对每组预留符号中的每个预留符号进行幅值调制；其中每组预留符号均包括OFDM符号周期内N个调制符号中的L个预留符号；从所述M组预留符号中选取使传输数据具有最小PAPR的目标组预留符号；将所述目标组预留符号所在的N个调制符号发送至接收端；其中所述M、N和L均为至少为2的正整数。
或者，当所述程序指令被计算机执行时以执行如下方法：接收发送端发送的目标组预留符号所在的N个调制符号；其中，所述目标组预留符号为OFDM符号周期内的M组预留符号中使传输数据具有最小PAPR的组预留符号，每组预留符号均包括OFDM符号周期内N个调制符号中的L个预留符号，且每组预留符号中的每个预留符号均经过幅值调制；其中所述M、N和L均为至少为2的正整数。
本发明实施例提供的计算机程序产品，可执行降低PAPR的方法中的具体步骤，并能够达到相同的技术效果，在此不再对此进行具体介绍。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种降低峰值平均功率比PAPR的方法，应用于发送端，其特征在于，所述方法包括：
获取正交频分复用OFDM符号周期内的M组预留符号，并对每组预留符号中的每个预留符号进行幅值调制；其中每组预留符号均包括OFDM符号周期内N个调制符号中的L个预留符号；
从所述M组预留符号中选取使传输数据具有最小PAPR的目标组预留符号；
将所述目标组预留符号所在的N个调制符号发送至接收端；
其中所述M、N和L均为至少为2的正整数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述M组预留符号中选取能够使传输数据具有最小PAPR的目标组预留符号之后，所述方法还包括：
从所述N个调制符号中确定一个符号为初相标识符号，N-L-1个符号为数据符号；
将所述目标组预留符号中的L个预留符号和N-L-1个数据符号进行合并，得到N-1个符号；
从OFDM系统中选取M组相位序列分别对所述N-1个符号进行调制，并获取使N-1个符号具有最小PAPR的目标组相位序列；
根据所述目标组相位序列所对应的目标M值，获取用于对所述N-1个符号进行调制的调制参数；
将所述调制参数赋值于所述初相标识符号，并通过所述目标组相位序列对所述N-1个符号进行调制。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述目标组预留符号所在的N个调制符号发送至接收端，包括：
将所述初相标识符号、所述目标组预留符号中的L个预留符号和N-L-1个数据符号通过子载波映射分配至N个子载波，并经过IFFT变换后形成N个OFDM符号；
将所述N个OFDM符号发送至接收端。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述目标组相位序列所对应的目标M值，获取用于对所述N-1个符号进行调制的调制参数，包括：
将所述目标M值的倒数确定为用于对所述N-1个符号进行调制的调制参数；
所述通过所述目标组相位序列对所述N-1个符号进行调制，包括：
通过相位序列对所述N-1个符号进行调制；
其中，m＝1/M；k表示N个调制符号中的第k个调制符号。
5.一种降低峰值平均功率比PAPR的方法，应用于接收端，其特征在于，所述方法包括：
接收发送端发送的目标组预留符号所在的N个调制符号；其中，
所述目标组预留符号为OFDM符号周期内的M组预留符号中使传输数据具有最小PAPR的组预留符号，每组预留符号均包括OFDM符号周期内N个调制符号中的L个预留符号，且每组预留符号中的每个预留符号均经过幅值调制；
其中所述M、N和L均为至少为2的正整数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述接收发送端发送的目标组预留符号所在的N个调制符号，包括：
接收发送端发送的N个OFDM符号；其中，
所述N个OFDM符号为一个初相标识符号、所述目标组预留符号中的L个预留符号和N-L-1个数据符号通过子载波映射分配至N个子载波，经过IFFT变换后得到；
所述初相标识符号中携带有用于对除一个初相标识符号之外的N-1个符号进行调制的调制参数，所述调制参数为根据目标组相位序列所对应的目标M值获取，且所述N-1个符号经过所述目标组相位序列调制；其中目标组相位序列为OFDM系统中M组相位序列中使N-1个符号具有最小PAPR的组相位序列；
所述接收发送端发送的N个OFDM符号之后，所述方法还包括：
对所述N个OFDM符号进行FFT变换和子载波逆映射，得到N个映射符号；
从与所述初相标识符号对应的映射符号中获取调制参数，并根据所述调制参数，得到解调相位序列；
根据所述解调相位序列，对所述除初相标识符号之外的N-1个符号进行解调，得到经过解调后的N-1个符号；
删除所述初相标识符号和经过解调后的L个预留符号，并输出N-L-1个数据符号。
7.一种降低峰值平均功率比PAPR的装置，应用于发送端，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取正交频分复用OFDM符号周期内的M组预留符号，并对每组预留符号中的每个预留符号进行幅值调制；其中每组预留符号均包括OFDM符号周期内N个调制符号中的L个预留符号；
选取模块，用于从所述M组预留符号中选取使传输数据具有最小PAPR的目标组预留符号；
发送模块，用于将所述目标组预留符号所在的N个调制符号发送至接收端；
其中所述M、N和L均为至少为2的正整数。
8.一种降低峰值平均功率比PAPR的装置，应用于接收端，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，用于接收发送端发送的目标组预留符号所在的N个调制符号；其中，
所述目标组预留符号为OFDM符号周期内的M组预留符号中使传输数据具有最小PAPR的组预留符号，每组预留符号均包括OFDM符号周期内N个调制符号中的L个预留符号，且每组预留符号中的每个预留符号均经过幅值调制；
其中所述M、N和L均为至少为2的正整数。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任一项所述的降低峰值平均功率比PAPR的方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的降低峰值平均功率比PAPR的方法的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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