CN1521969A - 在ofdm通信系统中恢复具有最小峰均功率比的序列的方法 - Google Patents

Abstract

在一种用于在OFDM(正交频分复用)通信系统中恢复具有最低PAPR(峰均功率比)的序列的方法中，通过利用在其中将OFDM系统的所有序列分成具有相同PAPR的同余类序列的特性，计算两个开始项被固定为“0”的序列的PAPR，在所计算的PAPR中选择具有最小PAPR的序列，并且恢复分配至在其中包含所选同余类序列的序列作为具有最小PAPR的序列。另外，根据两个开始项被固定为“0”的序列的PAPR以及包含两个开始项被固定为“0”的序列的同余类序列的序列数量，能够快速而有效地分析所有序列的PAPR分布。因此，根据本发明，该OFDM系统可设置为具有低PAPR和低动态范围的设备。

Description

在OFDM通信系统中恢复具有最小峰均功率比的序列的方法

技术领域

本发明涉及一种在OFDM(正交频分复用)通信系统中减小PAPR(峰均功率比)防止性能下降的方法，尤其涉及一种快速而有效地恢复具有最小PAPR的序列的方法。

背景技术

通常，在作为多载波传输系统之一的OFDM(正交频分复用)系统中，信息通过均匀分布的载波频率同时发送。因此，在OFDM中，可以获得高数据传输速率。因为在数据传输中，数据分布在整个传输带宽，即使在频率选择性衰落和窄带干扰的情况下，OFDM系统都是稳定的。该OFDM方法在多径和移动通信环境下具有良好的性能，因此，OFDM方法可用于各种通信系统，如局域网，数字音频广播(DAB)，数字视频广播(DVB)，无线ATM(异步传输模式)，因特网以及IMT-2000 UMTS(全球移动通信系统)。

但是，尽管具有这些优点，该OFDM通信系统还具有高PAPR(峰均功率比)的问题。一般来说，在OFDM通信系统中，多载波信号的峰值包络功率随载波数量的增加而增大。例如，在OFDM系统中，当N个信号以相同的相位交迭时，该多载波信号的最大功率被增加到平均功率的N倍。因此，定义为多载波的最大功率与平均功率的比值的PAPR也就加大，当PAPR很大时，OFDM通信系统需要具有很宽的动态范围的放大器。另外，还需要结构复杂的AD转换器(模数)和DA转换器(数模)才能满足要求。即使在使用具有很宽动态范围的放大器的OFDM通信系统中，由于信号幅度变化较大，放大器有可能工作在非线性范围，则信号就会失真，从而放大器性能下降。

因此，为了在OFDM通信系统中解决上述由于高PAPR引起的问题，已经对多种方法进行了研究。

其中一种方法是通过采用削波的办法来限定信号的最大幅度、使其不超过某一规定值从而减小PAPR。但是，在该削波方法中，通过用矩形窗口乘以OFDM信号来限定最大幅度，会发生信号失真，比特误码率增加，带外频率性能急剧下降。

另一种减小PAPR的方法是采用纠错码。在采用纠错码的方法中，为了减小总PAPR，通过在块编码方法的基础上仅仅选择具有较低的最大功率的代码字来产生OFDM信号。但是，在采用纠错码的方法中，为了选择具有较低PAPR的代码字，因为所有可能的代码字都要恢复，因此，需要大量的恢复时间。

还有一种减小PAPR的方法是一种用于定义一种二进制Golay互补序列并产生这种序列的结构方法。Golay互补序列是除0之外的所有偏移的非周期性自相关函数的和为0的一对序列。在通过利用Golay互补序列产生OFDM信号的情况下，PAPR不超过3dB，并且可以利用Golay互补序列的自相关特性检测。另外，Golay互补序列可以被扩展为适合于多电平相位调制的多相序列。但是，在Golay互补序列产生方法中，为了使用多相序列，必须执行用于恢复所有多相序列的减少(attritional)恢复过程。另外，为了进行编解码，需要用于存储代码字的存储器，因此很复杂。

为了解决上述问题，Davis and Jedwab提出了一种结构方法，该方法能够在具有较少载波的OFDM系统中减小PAPR，同时通过利用Golay互补序列与RM(里德-马勒，reed muller)码之间的相关性维持一定的编码率和纠错性能。但是，在该方法中，随着载波数量的增加，编码率明显减少。

另外，从概率方面来讲，在多载波OFDM通信系统中减小PAPR的方法中，有SLM(选择的映射)方法和PTS(部分传送序列)方法。

SLM方法是通过特定方法产生M个序列来表示同一信息，在这些序列中选择具有最小PAPR的序列并发送。由于SLM方法选择地发送M个序列中具有最小PAPR的序列，因此能够改善PAPR的一般特性。但是，在SLM方法中，接收端需要用于恢复原始信号的附加信息，在此，该附加信息可能对系统性能有重要影响。

PTS方法是将所输入的序列分成几个独立的部分，将用于减少PAPR的相位添加至每个部分并发送。在PTS方法中，通过选择性地发送几个利用不同相位的序列中PAPR最小的序列，能够改善PAPR的一般特性。但是，在PTS方法中，类似于SLM方法，为了恢复原始的信号，需要附加信息。

如上所述，为了解决OFDM通信系统中由于高PAPR引起的问题，给出了多种用于减小PAPR的方法，但每一种都仍然存在一定的问题。

因此，为了解决由于高PAPR引起的问题，需要在OFDM通信系统中精确地掌握输入序列的PAPR分配。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种方法，该方法用于在OFDM(正交频分复用)通信系统中通过利用将序列分为具有相同PAPR的同余类序列的特性来实现快速有效地恢复具有最低PAPR(峰均功率比)的序列。

本发明的另一个目的在于提供一种在OFDM通信系统中快速有效地掌握输入序列的PAPR分配的方法。

本发明的还有一个目的在于提供一种方法，该方法用于在OFDM通信系统中基于序列的PAPR分配状态设计一种设备，使其具有较低的PAPR。

为了实现上述目的，用于在OFDM(正交频分复用)通信系统中恢复具有最低PAPR(峰均功率比)的序列的方法包括：将所有输入序列分为具有相同PAPR的同余类序列；恢复预先将两个项作为规定值的序列；在恢复的序列中检测具有最小PAPR的序列；选择包含已检测序列的同余类序列；并分别提取包含在所选同余类序列中的序列。

所述规定值是“0”。

在分类步骤中，通过在时间轴上平移规定时间的转换以及通过乘以一个随机相位的转换而产生的序列被分配至同一个同余类序列。

当载波数为N并且使用M-PSK调制方式时，序列a(φ)和序列a^(m)在分类步骤中基于序列a＝(a₀，a₁，..，a_N-1)被分配到同一个同余类序列，其中

a(φ)＝(a₀+φ，a₁+φ，...，a_N-1+φ)，φ＝0，1，...M-1，

a^(m)＝(a^(m) ₀，a^(m) ₁，...，a^(m) _N-1)，m＝0，1，2，..，M-1，以及

序列a^(m)的第i个序列是

a^(m) _i＝a_i+im(mod M)，i＝0，1，...，N-1.

当载波数为N，并且使用M-PSK调制方式时，序列a＝(0，0，a₂，a₃，...，a_N-1)，a_i＝0，1，2，...M-1在恢复步骤中被恢复。

恢复步骤包括几个子步骤：计算所恢复序列的PAPR；在所计算的PAPR中选择最小的PAPR；以及所有恢复序列中检测出具有最小PAPR的序列。

所述方法还包括：计算两个开始项被固定为规定值的序列的PAPR；以及通过被分配到包括两个开始项被固定为规定值的序列的同余类序列的序列数量和计算的PAPR，分析所有输入序列的PAPR分布。

将分析得到的PAPR的分布状态用于确定OFDM通信系统的设备所需的动态范围。

一种用于在OFDM(正交频分复用)通信系统中恢复具有最低PAPR(峰均功率比)的序列的方法，包括：恢复在其两个开始项被固定为“0”的序列；计算所恢复的序列的PAPR；在所计算的PAPR中选择最小的PAPR；并且检测出具有最小PAPR的序列；选择在其中包括所检测序列的同余类序列；以及分别产生包含在所选同余类序列中的序列。

将两个开始项被固定为“0”的序列包含在不同的同余类序列中，而包含在一个同余类序列中的序列具有相同的PAPR特性。

当载波数为N，并且使用M-PSK调制方式时，序列a＝(0，0，a₂，a₃，...，a_N-1)，其中a_i＝0，1，2，...M-1，和i＝2，3，...，N-1在恢复步骤中被恢复。

在产生步骤中，通过将所检测到的序列乘以一个指定相位的第一转换以及通过将所检测到的序列在时间轴上平移一指定的时间的第二转换来产生具有相同PAPR特性的序列，其中该PAPR特性具有所检测到的序列的PAPR。

由第一转换产生的序列为

a(φ)＝(a₀+φ，a₁+φ，...，a_N-1+φ)，φ＝0，1，...M-1，以及

第二转换产生的序列为

a^(m)＝(a^(m) ₀，a^(m) ₁，...，a^(m) _N-1)，m＝0，1，2，..，M-1

当载波数为N并且采用M-PSK调制方式时，则序列a^(m)中的第i个序列为

a^(m) _i＝a_i+im(mod M)，i＝0，1，...，N-1。

附图说明

附图被结合在本说明书中并且构成了本说明书的一部分，用来提供对本发明的进一步理解，其示出了本发明的实施例，并且附图与描述一起用来解释本发明的原理。

在附图中：

图1示出了通用OFDM(正交频分复用)通信系统的结构；

图2是根据本发明用于在OFDM通信系统中恢复具有最低PAPR的序列的方法的流程图；以及

图3示出了根据本发明的同余类序列的实例。

具体实施方式

图1示出了通用OFDM(正交频分复用)通信系统的结构。

如图1所示，通用OFDM通信系统包括一个发射单元和一个接收单元。发射单元包括：第一串并转换器2，用于将串行输入数字信号转换为并行信号；第一信号映射器4，用于将从第一串并转换器2输出的数字信号转换成QPSK(正交相移键控)信号；调制器6，用于通过IDFT(反向离散傅里叶变换)调制从第一信号映射器4并行输出的每个信号；第一并串转换器8，用于将从调制器6并行输出的信号转换为串行信号；一个保护间隔插入器，用于插入一个保护间隔到从第一并串转换器8输出的信号中；以及一个数模转换器12，用于将从保护间隔插入器10输出的数字信号转换为模拟信号，从而消除数字信号的噪声并通过信道发送该模拟信号。接收单元包括：模数转换器14，用于消除通过信道接收的信号的噪声且将该信号转换成数字信号；一个保护间隔去除器16，用于去除从模数转换器14输出的信号中的保护间隔；第二串并转换器18，用于将从保护间隔去除器16输出的信号转换为并行信号；解调器20，用于通过离散傅里叶变换分别解调从第二串并转换器18输出的并行信号；第二信号映射器22，用于将来自解调器20的QPSK信号转换成数字信号；以及第二并串转换器24，用于将从第二信号映射器22并行输出的信号转换为串行信号。

通常，在OFDM信号的发射中，需要一个放大器，但是，在图1中没有示出。

下面描述通用OFDM通信系统操作。

第一串并转换器2将接收的串行数字信号转换为并行信号，第一信号映射器4执行并行信号的映射以将其转换成QPSK信号，调制器6通过IDFT方法转换QPSK信号，以及第一并串转换器8将已调制的IDFT信号转换为串行信号。保护间隔插入器10插入一个保护间隔到该串行信号以便防止干扰发生，而数模转换器12将串行数字信号转换为模拟信号，通过低通滤波器滤除噪声并通过分配的信道发送该模拟信号。

当通过所分配的信道接收到信号时，模数转换器14消除所接收的模拟信号的噪声，并将该模拟信号转换成数字信号，保护间隔去除器16去除该数字信号中的保护间隔，而第二串并转换器18将该数字信号转换为并行信号。解调器20通过DFT解调并行信号，第二信号映射器22将已解调的并行信号映射成数字信号，而第二并串转换器24将该并行数字信号转换为串行数字信号。

在本发明中，下面将描述的是，通过利用通用OFDM通信系统中可用的所有序列被分类成具有相同PAPR的同余类序列的特性，获得所有序列的PAPR分布、并快速恢复具有最小PAPR的序列的方法。

图2是根据本发明用于在OFDM通信系统中恢复具有最低PAPR的序列的方法的流程图。

在本发明中，通过利用某一特性，所有输入序列被分为具有相同PAPR的同余类序列，如步骤S11所示。恢复其中开始的两个项具有“0”值的序列，如步骤S13所示，并且分别计算所恢复序列的PAPR。在本发明中，在计算的PAPR中选择最小的PAPR，并选择具有最小PAPR的序列，如步骤S15所示。检查包括具有最小PAPR序列的同余类序列，如步骤S17所示，并提取所检测同余类序列的序列作为具有最小PAPR的序列，如步骤19所示。

下面将详细描述。

首先，将描述OFDM(正交频分复用)信号的PAPR(峰均功率比)。

在利用N个载波的OFDM系统中，分配至给定符号区[0，T]中的第k个载波的调制信号是A_k(k＝0，1，..N-1)，OFDM信号s(t)可被描述为：

$s\left(t\right)=\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{A}_k{e}^{j2\mathrm{\πkt}/T}$ 公式1

在公式1中，A_k是根据调制方式的信号星座的符号之一。

对应于公式1的OFDM信号的PAPR是最大瞬时功率与平均功率的比值，其可以描述为下面的公式2。

$\mathrm{PAPR}=\underset{0\&le;t<T}{\max }\frac{{\left|S\left(t\right)\right|}^2}{E\left[{\left|S\left(t\right)\right|}^2\right]}$

公式2

在此，E是具有平均算子。

接下来，描述采用M-PSK调制方式的OFDM信号的PAPR特性。

在采用M-PSK调制方式的OFDM通信系统中，产生的OFDM信号的PAPR具有某种特性。在其两种特性的说明中，对于第一特性(A)，即使预定相位乘以OFDM信号，但OFDM信号的PAPR特性不变。对于第二特性(B)，虽然OFDM信号在时间轴上平移预定时间，但OFDM信号的PAPR特性不变。

(A)第一特性

当ξ＝exp(2πj/M)，其第i个项A_i可描述为 $A_i={\mathrm{\&xi;}}^{a_i},a_i\{\mathrm{0,1},...,M-1\},$ 序列A与序列a＝(a₀，a₁，..，a_N-1)相应，因此，公式1中的信号s(t)可描述为下面的公式3。

$s\left(t\right)=\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&xi;}}^{a_k}{W}^{\mathrm{kt}}$ 公式3

在此，W＝exp(j2π/T)。

即使某个相位ξ^φ乘以OFDM信号s(t)，信号s(t)的PAPR特性并未改变，并且M个序列a(φ)＝(a₀+φ，a₁+φ，...，a_N-1+φ)，φ＝0，1，...M-1与序列a具有相同的PAPR。在此，加法运算在F_M(Field)域执行(加法运算在模M域中结束)。

更详细地说，当通过给信号s(t)乘以某个相位ξ^φ而得到的信号为s’(t)时，

s′(t)＝s(t)·ξ^φ

s’(t)的PAPR可由公式2来计算。

$\mathrm{PAPR}\left\{s\left(t\right)\right\}=\underset{0\&le;t<T}{\max }\frac{{\left|s^{\&prime;}\left(t\right)\right|}^2}{E\left[{\left|s^{\&prime;}\left(t\right)\right|}^2\right]}=\underset{0\&le;t<T}{\max }\frac{s^{\&prime;}\left(t\right)\&CenterDot;s^{\&prime;}{\left(t\right)}^{*}}{E[s^{\&prime;}\left(t\right)\&CenterDot;s^{\&prime;}{\left(t\right)}^{*}]}$

$=\underset{0\&le;t<T}{\max }\frac{s\left(t\right){\mathrm{\&xi;}}^{\mathrm{\&phi;}}\&CenterDot;s{\left(t\right)}^{*}{\mathrm{\&xi;}}^{-\mathrm{\&phi;}}}{E[s\left(t\right){\mathrm{\&xi;}}^{\mathrm{\&phi;}}\&CenterDot;s{\left(t\right)}^{*}{\mathrm{\&xi;}}^{-\mathrm{\&phi;}}]}=\underset{0\&le;t<T}{\max }\frac{s\left(t\right)\&CenterDot;s{\left(t\right)}^{*}}{E[s\left(t\right)\&CenterDot;s{\left(t\right)}^{*}]}$

$=\underset{0\&le;t<T}{\max }\frac{{\left|s\left(t\right)\right|}^2}{E\left[{\left|s\left(t\right)\right|}^2\right]}$

公式4

因此，信号s’(t)的PAPR与信号s(t)的PAPR相同。

(B)第二特性

当关于随机整数m(m＝0，1，2，..，M-1)的序列a^(m)＝(a^(m) ₀，a^(m) ₁，...，a^(m) _N-1)的第i个项a^(m) _I被定义为

a^(m) _i＝a_i+im(mod M)，i＝0，1，...，N-1时，

M个序列a^(m)的PAPR与序列a的PAPR相同。

更详细地说，与a^(m)对应的OFDM信号s^(m)(t)可描述为

$s^{\left(m\right)}\left(t\right)={\mathrm{\&xi;}}^{a_0}+{\mathrm{\&xi;}}^{{a_1}^{+m}}{W}^t+{\mathrm{\&xi;}}^{{a_2}^{+2m}}{W}^{2t}+...+{\mathrm{\&xi;}}^{{a_{N-1}}^{+(N-1)m}}{W}^{(N-1)t}$

当τ＝mT/M时，其可描述为

$s^{\left(m\right)}\left(t\right)={\mathrm{\&xi;}}^{a_0}+{\mathrm{\&xi;}}^{a_1}{W}^{t+{\mathrm{\&tau;}}_m}+{\mathrm{\&xi;}}^{a_2}{W}^{2(t+{\mathrm{\&tau;}}_m)}+...+{\mathrm{\&xi;}}^{a_{N-1}}{W}^{(N-1)(t+{\mathrm{\&tau;}}_m)}$

更详细地说，s^(m)(t)＝s(t+τ_m)，可知是s^(m)(t)在时轴上平移了τ_m的信号。OFDM信号是周期为T的周期信号，并且a^(m)与a产生具有相同PAPR性能的OFDM信号。

当综合第一特性(A)和第二特性(B)时，存在两个不改变信号PAPR性能的转换，M²个序列能够产生具有相同PAPR性能的信号。当载波数为N并且采用M-PSK调制方式时，可产生的OFDM信号数量为M^N，并且根据本发明的PAPR恢复器将M^N个OFDM信号分成由M²个具有相同PAPR的序列组成的同余类序列。因此，同余类序列数为M^N/M²＝M^N-2。

例如，在QPSK调制中，当N＝4，M＝4时，序列数量为M^N＝4⁴＝256。按照第一特性(A)的转换和第二特性(B)的转换，有M²＝4²＝16个具有相同PAPR的序列。因此，在根据本发明的PAPR恢复器中，按照第一特性(A)的转换和第二特性(B)的转换，总共256个序列被分成M^N-2＝4^4-2＝16个同余类序列，如步骤S11所示。

图3示出了这16个同余类序列中的一个。

更具体地说，在PAPR恢复器中，通过转换利用第一和第二特性(A)和(B)的序列a(0，0，0，0)，产生具有与序列(0，0，0，0)相同的PAPR的15个序列。该PAPR恢复器将(0，0，0，0)和产生的15个序列分配到一个同余类序列。因此，这16个序列被分配至具有相同PAPR的一个同余类序列。参照公式1，关于(0，0，0，0)的OFDM信号具有最大为N的PAPR值，分配至(0，0，0，0)序列所在的同余类序列的序列具有相同的PAPR特性。如上所述，该PAPR恢复器将总共256个序列分成16个同余类序列。

作为参照，众所周知，具有相同PAPR的输入序列是通过某个规则产生，通常，包含序列a(0，0，0，0)的同余类序列可以利用线性块编码来产生。例如，关于序列(0，0，0，0)的同余类序列被看作是具有16代码字的块编码，产生矩阵可描述如下，其中，线性块编码的运算由F4(模4域)定义。

$G=\left[\begin{array}{c}1111\\ 0123\end{array}\right]$

同时，在载波数为N并采用M-PSK调制方法的OFDM系统中，为了恢复具有最小PAPR的输入序列，考虑了输入序列的开始的两个项被固定为“0”并且仅余下的项是变化的序列。更详细地说，只考虑下列类型的序列。

a＝(0，0，a₂，a₃，...，a_i，...，a_N-1)，a_i＝0，1，2，...M-1

最后，通过仅考虑在总共M^N个输入序列中的M^N/M²＝M^N-2个序列(包含在该类型中)，可恢复具有最小PAPR的输入序列。

更详细地说，在该例中，可将高斯消除法应用于F4中的产生矩阵，在应用高斯消除法之后，该产生矩阵可描述如下。

$G=\left[\begin{array}{c}1032\\ 0123\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{I}_2& P\end{array}\right]$

代码复核矩阵可表示如下。

$P=\left[\begin{array}{cc}{-P}^t& I_{n-k}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}1210\\ 2101\end{array}\right]$

在复核矩阵中，包含序列(0，0，0，0)的同余类序列、即满足复核矩阵的代码字具有特征码(syndrome)(0，0)。

当块代码含有不同特征码，它们所具有包含在不同的同余类序列中的特性。更详细地说，复核矩阵所产生的且具有相同特征码的序列具有相同PAPR。通常，代码的复核矩阵可描述为：

-P^t是一两列矩阵。当序列的两个开始项被固定为“0”时，由除该两个项之外其他项产生一特征码。另外，当输入序列为a＝(0，0，a₂，a₃，...，a_N-1)该特征码由I_n-2产生，特征码(S)的形式为S＝(a₂，a₃，...，a_N-1)。

更详细地说，具有a＝(0，0，a₂，a₃，...，a_N-1)形式的序列被包含在不同的同余类序列中，每个同余类序列的项由具有相同PAPR的序列构成。

因此，在根据本发明的PAPR恢复器中，为了恢复具有最小PAPR的输入序列，分别包含在不同的同余类序列中的、具有a＝(0，0，a₂，a₃，...，a_N-1)形式的序列，即，两个开始项被固定为“0”的序列被恢复，如步骤S13所示。

在PAPR恢复器中，分别计算两个开始项被固定为“0”的序列的PAPR，在计算的PAPR中选择最小PAPR，并且从两个开始项被固定为“0”的序列中检测具有选择的最小PAPR的序列，如步骤S15所示。

在PAPR恢复器中，选择在其中包含检测的序列的同余类序列，如步骤S17所示，并选择包含在同余类序列中的序列作为具有最小PAPR的序列，如步骤S19所示。因此，在PAPR恢复器中，在不计算长度为N的所有序列的PAPR的情况下，通过分别计算两个开始项被固定设为“0”的序列的PAPR，在所计算的PAPR中选择具有最小PAPR的序列，并选择在其中包含所选择的序列的同余类序列，这样能够快速而有效地恢复具有最小PAPR的序列。

在载波数为N并采用M-PSK调制方式的OFDM系统中，为了恢复具有最小PAPR的输入序列，只需考虑M^N-2个序列，因而，复杂度减小了M²。

与此同时，为了分析OFDM系统中使用的所有序列的PAPR分布，该PAPR恢复器通过利用用于序列乘以某个相位的转换以及用于平移指定的时间的转换将所有序列分成具有相同PAPR特性的同余类序列。之后，由于两个开始项被固定为“0”的序列的PAPR包含在不同的同余类序列，所以PAPR恢复器计算两个开始项被固定为“0”的序列的PAPR。该PAPR恢复器判断同余类序列中与两个开始项被固定为“0”的某个序列具有相同PAPR的序列，并在两个开始项被固定为“0”的序列的PAPR以及相关同余类序列的数量的基础上计算所有序列的PAPR分布。因此，在PAPR恢复器中，通过计算两个开始项被固定为“0”的序列的PAPR而不用计算所有序列的PAPR，就可有效地得到所有序列的PAPR分布。

在采用M-PSK调制方法且具有N个载波的OFDM系统中，为了分析所有序列的PAPR分布，在总共M^N个输入序列中，只需考虑M^{N- 2}个序列。

如上所述，当分析所有序列的PAPR分布时，参考所分析的PAPR分布，系统设计人员可选择在OFDM系统中可使用的序列以便具有良好的BER(误码率)以及不太高的PAPR，另外，系统设计人员还可设计一些设备，如放大器，AD转换器、或DA转换器等，从而将OFDM系统构造为具有较低动态范围的设备。

如上所述，在本发明中，通过将所有输入序列分为具有相同PAPR的同余类序列以及利用两个开始项被固定为“0”的序列被包含在不同的同余类序列的特性，基于具有两个开始项被固定为“0”的序列的PAPR从而能够快速而有效地恢复具有最小PAPR的序列。

在本发明中，通过将所有输入序列分为具有相同PAPR的同余类序列和利用两个开始项被固定为“0”的序列被包含在不同的同余类序列的特性，基于具有两个开始项被固定为“0”的序列的PAPR能够快速而有效地恢复所有序列的PAPR分布。因此，在载波数为N并采用M-PSK调制方式的OFDM系统中，在恢复具有最小PAPR的序列时，不必计算所有M^N输入序列的PAPR，只需计算M^N-2个序列的PAPR，从而能够减小恢复的复杂度。另外，所用星座的尺寸M越大，恢复的复杂度减小就越显著。

在本发明中，根据在OFDM系统中可用的所有序列的PAPR分布状态，能够设计具有良好BER且较低PAPR的OFDM系统的设备。另外，在本发明中，该OFDM系统可构造为具有较低动态范围的设备。

Claims (13)

1.一种用于在OFDM(正交频分复用)系统中恢复具有最小PAPR(峰均功率比)的序列的方法，包括：

将所有输入序列分为具有相同PAPR的同余类序列；

恢复其两个开始项被固定为规定值的序列；

在恢复的序列中检测具有最小PAPR的序列；

选择包含已检测序列的同余类序列；以及

分别提取包含在所选的同余类序列中的序列。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述规定值为“0”。

3.如权利要求1所述的方法，其中，通过用于在时间轴上平移规定的时间的转换以及通过乘以一个随机相位的转换而产生的序列在分类步骤中被分配至同一个同余类序列。

4.如权利要求1所述的方法，其中，当载波数为N并采用M-PSK调制方式时，在分类步骤中，在序列a＝(a₀，a₁，..，a_N-1)的基础上，将序列a(φ)和序列a^(m)分配至同一个同余类序列，以及其中

a(φ)＝(a₀+φ，a₁+φ，...，a_N-1+φ)，φ＝0，1，...M-1，

a^(m)＝(a^(m) ₀，a^(m) ₁，...，a^(m) _N-1)，m＝0，1，2，...，M-1，并且

序列a^(m)的第i个序列是

a^(m) _i＝a_i+im(mod M)，i＝0，1，...，N-1。

5.如权利要求1所述的方法，其中，当载波数为N，并采用M-PSK调制方式时，在恢复步骤中，序列a＝(0，0，a₂，a₃，...，a_N-1)，a_i＝0，1，2，...M-1被恢复。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述恢复步骤包括：

计算所恢复的序列的PAPR；

在所计算的PAPR中选择最小PAPR；以及

在恢复的序列中检测具有最小PAPR的序列。

7.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

计算在其中两个开始项被固定为规定值的序列的PAPR；以及

利用被分别分配至同余类序列的序列数量和计算的PAPR分析所有输入序列的PAPR分布，其中同余类序列包括两个开始项被固定为规定值的序列。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所分析的PAPR分布状态被用于确定OFDM通信系统的设备所需的动态范围。

9.一种用于在OFDM(正交频分复用)通信系统中恢复具有最低PAPR(峰均功率比)的序列的方法，包括：

恢复在其两个开始项被固定为“0”的序列；

计算所恢复的序列的PAPR；

在所计算的PAPR中选择最小PAPR，并检测具有最小PAPR的序列；

选择在其中包括所检测序列的同余类序列；以及

分别产生包含在所选同余类序列中的序列。

10.如权利要求9所述的方法，其中，将具有两个开始项被固定为“0”的序列包含在不同的同余类序列中，并且包含在一个同余类序列中的序列具有相同的PAPR特性。

11.如权利要求9所述的方法，其中，当载波数为N并采用M-PSK调制方式时，在恢复步骤中，序列a＝(0，0，a₂，a₃，...，a_N-1)被恢复，以及其中a_i＝0，1，2，...M-1，和i＝2，3，...，N-1。

12.如权利要求9所述的方法，其中，在产生步骤中，通过将所检测到的序列乘以一个指定相位的第一转换以及将所检测到的序列在时间轴上平移一指定的时间的第二转换来产生具有包含所检测到的序列的PAPR的相同PAPR特性的序列。

13.如权利要求12所述的方法，其中，由第一转换产生的序列为

a(φ)＝(a₀+φ，a₁+φ，...，a_N-1+φ)，φ＝0，1，...M-1，而

第二转换产生的序列为

a^(m)＝(a^(m) ₀，a^(m) ₁，...，a^(m) _N-1)，m＝0，1，2，..，M-1

当载波数为N并采用M-PSK调制方式时，以及其中

序列a^(m)中的第I个序列为

a^(m) _i＝a_i+im(mod M)，i＝0，1，...，N-1。

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