WO2015077965A1

WO2015077965A1 - 信号传输装置、方法和设备

Info

Publication number: WO2015077965A1
Application number: PCT/CN2013/088072
Authority: WO
Inventors: 程伟; 徐勇; 李勇
Original assignee: 华为技术有限公司
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2015-06-04

Abstract

本发明实施例提供了一种信号传输装置、方法和设备，涉及通信技术领域，所述装置包括：边带获取模块，用于对于待传输的第二OFDM符号，获取第一OFDM符号的边带信息SI，所述第一OFDM符号为所述第二OFDM符号的前一个符号；调制模块，用于将所述第一OFDM符号的SI调制至所述第二OFDM符号预留的边带信息子载波；耦合模块，用于将所述第二OFDM符号包含的子载波与调制后的边带信息子载波耦合；传输模块，用于基于耦合后的子载波，进行信号传输。本发明通过将前一个OFDM符号的边带信息SI緩存后调制至当前的第二OFDM符号预留的边带信息子载波，并将该第二OFDM符号包含的子载波与调制后的边带信息子载波耦合后再进行信号传输，抑制了边带信息的传输所带来的峰值再生。

Description

信号传输装置、方法和设备技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种信号传输装置、方法和设备。背景技术

随着通信技术的发展, OFDM( Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 正交频分复用）技术已广泛应用于各种无线通信系统中。但由于 OFDM符号是由多个独立的子载波信号相加而成，当多个子载波信息以相同的相位求和时, 产生的峰值功率 4艮大，则产生的 PAPR ( Peak to Average Power Ratio, 峰值平均功率比）也艮高，而高 PAPR容易导致引起信号失真、频谱扩展、系统性能下降等问题。

为了降低 PAPR, 现有技术中提出了 PTS ( Partial Transmit Sequence, 部分传输序列）的方法。具体为：

1 )定义待传输信号 X₂, ··. , X_N]^T, 其中， N 为子载波数，划分为 M个互不重叠的子块 X_m, 使得 X

X_m, 其中， m=l , 2, 且每个子块包含相同的数据量^;

2 )将每个子块补零，使得每个子块的数据量为 N, 将补零后的各个子块组合得到 X' , X' =∑|^₌₁ b_kX_k, b_k = ej⁰k , 其中， b_k为加权系数， k=l , 2, ··· ,

M, 0_k G [0,2π)为旋转相位；

3 )利用 IFFT ( Inverse Fast Fourier Transform, 快速傅立叶反变换）和线性性质将 X'变换至时域，得到

x' = IFFT{X'} = IFFT{∑|^₌₁ b_kX_k} =∑|^₌₁ b_k · IFFT{X_k} =∑|^₌₁ b_kx_k , x_k = IFFT{X_k}, 其中， x_k即称为 PTS。

适当地选择加权系数 b_k , 可以使时域信号 x'的 PAPR 最小，即& = [b b₂ , ■■■， b_M] = arg min_b ( max_1≤n≤N |∑^_{= 1} b_kx_k| ) 。

使用 PTS方法时，当划分的子块较多，或者旋转相位 0_k的选择较多时，由于边带信息的传输缺乏优化处理，容易引起峰值再生。发明内容

为了抑制峰值再生，本发明实施例提供了一种信号传输装置、方法和设备。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种信号传输装置，所述装置包括：

边带获取模块，用于对于待传输的第二 OFDM符号，获取第一 OFDM符号的边带信息 SI，所述第一 OFDM符号为所述第二 OFDM符号的前一个符号；调制模块，用于将所述第一 OFDM符号的 SI调制至所述第二 OFDM符号预留的边带信息子载波，所述 SI的调制方式与 OFDM符号的调制方式相同，所述预留的边带信息子载波个数为第一数目；

耦合模块，用于将所述第二 OFDM符号包含的子载波与调制后的边带信息子载波耦合，所述第二 OFDM符号包含的子载波数目为第二数目，所述第一数目与所述第二数目的和值等于系统子载波总数；

传输模块，用于基于耦合后的子载波，进行信号传输。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，所述耦合模块用于将所述调制后的边带信息子载波耦合于所述第二 OFDM符号包含的子载波之前，使得在基于耦合后的子载波进行信号传输的过程中，所述调制后的边带信息子载波位于第一个子块的前第一数目个位置，所述第一个子块为所述耦合后的子载波划分而成的多个子块中的第一个子块。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述边带获取模块包括：

初始种群生成单元，用于生成相位向量的初始种群，所述初始种群包括多组个体；变异单元，用于根据预设适应度函数和所述第一 OFDM符号划分成的多个子块，对所述初始种群的多组个体进行变异操作以及归一化和离散化处理，得到变异后的种群；

选择单元，用于对所述变异后的种群采用竟争选择策略进行选择运算，形成新一代种群；

边带信息获取单元，用于继续进行进化，直至当前形成的种群产生满意解，将当前形成的种群中最优的相位向量个体获取为所述第一 OFDM符号的 SI; 其中，所述预设适应度函数为 fitness(b_k+1) = ^ -( ¹—— ，

α+β(^ηΐ3χ_{1≤ ≤Μ} |∑^₌₂ b_kx_k| J 11655(1¾₊₁)表示个体 b_k+1的适应度， x_k表示该第一 OFDM符号划分成的第 k 个子块， b_k表示该第 k个子块的边带系数， k=2, 3, …… M, M 为所述第一 OFDM符号划分的子块数目， c£和 ίβ为调节该预设适应度函数幅度的系数。

结合第一方面，在第一方面的第三种可能实现方式中，所述装置还包括：辅助获取模块，用于对于待传输的首个 OFDM符号，获取所述首个 OFDM 符号的 SI的辅助信息，将所述辅助信息调制至所述首个 OFDM符号预留的边带信息子载波。

结合第一方面，在第一方面的第四种可能实现方式中，所述装置还包括：指定传输模块，用于对于待传输的最后一个 OFDM符号，直接基于所述最后一个 OFDM符号，进行信号传输。第二方面，提供了一种信号传输装置，所述装置包括：

符号接收模块，用于接收第一 OFDM符号和第二 OFDM符号，所述第二 OFDM符号为所述第一 OFDM符号的后一个符号；

边带获取模块，用于获取第二 OFDM符号携带的所述第一 OFDM符号的边带信息 SI;

耦合模块，用于将所述第一 OFDM符号包含的子载波与所述 SI包含的边带信息子载波耦合；数据恢复模块，用于基于耦合后的子载波，进行数据恢复，得到传输的原始数据。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能实现方式中，所述边带获取模块用于从所述第二 OFDM符号的第一个子块的前第一数目个位置获取所述 SI, 所述第一个子块为所述第二 OFDM符号在信号传输过程中划分而成的多个子块中的第一个子块。

结合第二方面，在第二方面的第二种可能实现方式中，所述装置还包括：辅助恢复模块，用于对于接收到的首个 OFDM符号，根据所述首个 OFDM 符号的 SI的辅助信息，对所述首个 OFDM符号进行恢复，得到传输的原始数据。第三方面，提供了一种信号传输方法，所述方法包括：

对于待传输的第二 OFDM符号，获取第一 OFDM符号的边带信息 SI, 所述第一 OFDM符号为所述第二 OFDM符号的前一个符号；

将所述第一 OFDM符号的 SI调制至所述第二 OFDM符号预留的边带信息子载波，所述 SI的调制方式与 OFDM符号的调制方式相同，所述预留的边带信息子载波个数为第一数目；

将所述第二 OFDM符号包含的子载波与调制后的边带信息子载波耦合，所述第二 OFDM符号包含的子载波数目为第二数目，所述第一数目与所述第二数目的和值等于系统子载波总数；

基于耦合后的子载波，进行信号传输。

结合第三方面，在第三方面的第一种可能实现方式中，将所述第二 OFDM 符号包含的子载波与调制后的边带信息子载波耦合，包括：

将所述调制后的边带信息子载波耦合于所述第二 OFDM符号包含的子载波之前，使得在基于耦合后的子载波进行信号传输的过程中，所述调制后的边带信息子载波位于第一个子块的前第一数目个位置，所述第一个子块为所述耦合后的子载波划分而成的多个子块中的第一个子块。

结合第三方面，在第三方面的第二种可能实现方式中，获取第一 OFDM 符号的边带信息 SI, 包括：

生成相位向量的初始种群，所述初始种群包括多组个体；

根据预设适应度函数和所述第一 OFDM符号划分成的多个子块，对所述初始种群的多组个体进行变异操作以及归一化和离散化处理，得到变异后的种群；

对所述变异后的种群采用竟争选择策略进行选择运算，形成新一代种群；继续进行进化，直至当前形成的种群产生满意解，将当前形成的种群中最优的相位向量个体获取为所述第一 OFDM符号的 SI;

其中，所述预设适应度函数为 fitness(b_k+1) = ，

116550¾₊₁)表示个体 b_k+1的适应度， x_k表示该第一 OFDM符号划分成的第 k 个子块， b_k表示该第 k个子块的边带系数， k=2, 3, …… M, M 为所述第一 OFDM符号划分的子块数目，和3为调节该预设适应度函数幅度的系数。

结合第三方面，在第三方面的第三种可能实现方式中，所述方法还包括：对于待传输的首个 OFDM符号，获取所述首个 OFDM符号的 SI的辅助信息，将所述辅助信息调制至所述首个 OFDM符号预留的边带信息子载波。

结合第三方面，在第三方面的第四种可能实现方式中，所述方法还包括：对于待传输的最后一个 OFDM符号，直接基于所述最后一个 OFDM符号，进行信号传输。第四方面，提供了一种信号传输方法，所述方法包括：

接收第一 OFDM符号和第二 OFDM符号，所述第二 OFDM符号为所述第一 OFDM符号的后一个符号；

获取第二 OFDM符号携带的所述第一 OFDM符号的边带信息 SI;

将所述第一 OFDM符号包含的子载波与所述 SI包含的边带信息子载波耦合；

基于耦合后的子载波，进行数据恢复，得到传输的原始数据。

结合第四方面，在第四方面的第一种可能实现方式中，获取第二 OFDM 符号携带的所述第一 OFDM符号的边带信息 SI包括：

从所述第二 OFDM符号的第一个子块的前第一数目个位置获取所述 SI, 所述第一个子块为所述第二 OFDM符号在信号传输过程中划分而成的多个子块中的第一个子块。

结合第四方面，在第四方面的第二种可能实现方式中，所述方法还包括：对于接收到的首个 OFDM符号，根据所述首个 OFDM符号的 SI的辅助信息，对所述首个 OFDM符号进行恢复，得到传输的原始数据。第五方面，提供了一种信号传输设备，所述设备包括：发射器、存储器和处理器，所述发射器和所述存储器分别与所述处理器连接，所述存储器存储有程序代码，所述处理器用于调用所述程序代码，执行以下操作：

基于耦合后的子载波，通过所述发射器进行信号传输。第六方面，提供了一种信号传输设备，所述设备包括：接收器、存储器和处理器，所述接收器和所述存储器分别与所述处理器连接，所述存储器存储有程序代码，所述处理器用于调用所述程序代码，执行以下操作：

通过所述接收器接收第一 OFDM符号和第二 OFDM符号，所述第二 OFDM 符号为所述第一 OFDM符号的后一个符号；

获取第二 OFDM符号携带的所述第一 OFDM符号的边带信息 SI;

基于耦合后的子载波，进行数据恢复，得到传输的原始数据。本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：通过将前一个 OFDM符号的 SI緩存后调制至当前的第二 OFDM符号预留的边带信息子载波，并将该第二 OFDM符号包含的子载波与调制后的边带信息子载波耦合，基于耦合后的子载波进行信号传输，抑制了边带信息的传输所带来的峰值再生问题。附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作筒单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是本发明实施例提供的一种信号传输方法的流程图；

图 2是本发明实施例提供的一种信号传输方法的流程图；

图 3a是本发明实施例提供的一种信号传输方法的流程图；

图 3b是本发明实施例提供的边带信息位置示意图；

图 3c是本发明实施例提供的发送端原理框图；

图 4a是本发明实施例提供的一种信号传输方法的流程图；

图 4b是本发明实施例提供的接收端原理框图；

图 5a是本发明实施例提供的性能对比示意图；图 5b是本发明实施例提供的运算次数示意图；

图 6是本发明实施例提供的一种信号传输装置结构示意图；

图 7是本发明实施例提供的一种信号传输装置结构示意图；

图 8是本发明实施例提供的一种信号传输设备的结构框图；

图 9是本发明实施例提供的一种信号传输设备的结构框图。具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图 1是本发明实施例提供的一种信号传输方法的流程图，本发明实施例应用于发送端，参见图 1 , 该方法包括：

101、对于待传输的第二 OFDM符号，获取第一 OFDM符号的 SI ( Side Information, 边带信息），该第一 OFDM符号为该第二 OFDM符号的前一个符号。

102、将该第一 OFDM符号的 SI调制至该第二 OFDM符号预留的边带信息子载波，该 SI的调制方式与 OFDM符号的调制方式相同，该预留的边带信息子载波个数为第一数目。

103、将该第二 OFDM符号包含的子载波与调制后的边带信息子载波耦合，该该第二 OFDM符号包含的子载波数目为第二数目，该第一数目与该第二数目的和值等于系统子载波总数。

104、基于耦合后的子载波，进行信号传输。

本发明实施例提供的方法，通过将前一个 OFDM符号的 SI緩存后调制至当前的第二 OFDM符号预留的边带信息子载波，并将该第二 OFDM符号包含的子载波与调制后的边带信息子载波耦合，基于耦合后的子载波进行信号传输, 抑制了边带信息的传输所带来的峰值再生问题。

可选地，将该第二 OFDM符号包含的子载波与调制后的边带信息子载波耦合，包括：

将该调制后的边带信息子载波耦合于该第二 OFDM符号包含的子载波之前，使得在基于耦合后的子载波进行信号传输的过程中，该调制后的边带信息子载波位于第一个子块的前第一数目个位置，该第一个子块为该耦合后的子载波划分而成的多个子块中的第一个子块。

可选地，获取第一 OFDM符号的边带信息 SI, 包括：

生成相位向量的初始种群，该初始种群包括多组个体；

根据预设适应度函数和该第一 OFDM符号划分成的多个子块，对该初始种群的多组个体进行变异操作以及归一化和离散化处理，得到变异后的种群；对该变异后的种群采用竟争选择策略进行选择运算，形成新一代种群；继续进行进化，直至当前形成的种群产生满意解，将当前形成的种群中最优的相位向量个体获取为该第一 OFDM符号的 SI;

其中，该预设适应度函数为 fitness(b_k+1) = ,

116550¾₊₁)表示个体 b_{k+ 1}的适应度， x_k表示该第一 OFDM符号划分成的第 k 个子块， b_k表示该第 k个子块的边带系数， k=2, 3 , …… M, M为该第一 OFDM 符号划分的子块数目，《和为调节该预设适应度函数幅度的系数。

可选地，该方法还包括：

对于待传输的首个 OFDM符号，获取该首个 OFDM符号的 SI的辅助信息，将该辅助信息调制至该首个 OFDM符号预留的边带信息子载波。

可选地，该方法还包括：

对于待传输的最后一个 OFDM符号，直接基于该最后一个 OFDM符号，进行信号传输。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。图 2是本发明实施例提供的一种信号传输方法的流程图，本发明实施例应用于接收端，参见图 2, 该方法包括：

201、接收第一 OFDM符号和第二 OFDM符号，该第二 OFDM符号为该第一 OFDM符号的后一个符号。

202、获取第二 OFDM符号携带的该第一 OFDM符号的边带信息 SI。

203、将该第一 OFDM符号包含的子载波与该 SI包含的边带信息子载波耦合。

204、基于耦合后的子载波，进行数据恢复，得到传输的原始数据。

本发明实施例提供的方法，通过将该第一 OFDM符号包含的子载波与后一个 OFDM符号携带的该第一 OFDM符号的边带信息 SI耦合，基于耦合后的子载波进行数据恢复，避免了在对第一 OFDM符号进行星座逆映射之后再插入边带信息子载波时造成更多的子载波消耗，增大了数据传输效率。

可选地，获取第二 OFDM符号携带的该第一 OFDM符号的边带信息 SI 包括：

从该第二 OFDM符号的第一个子块的前第一数目个位置获取该 SI, 该第一个子块为该第二 OFDM符号在信号传输过程中划分而成的多个子块中的第一个子块。

可选地，该方法还包括：

对于接收到的首个 OFDM符号，根据该首个 OFDM符号的 SI的辅助信息，对该首个 OFDM符号进行恢复，得到传输的原始数据。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。图 3a是本发明实施例提供的一种信号传输方法的流程图，本发明实施例应用于发送端，该发送端包括信号输入单元、调制单元、耦合单元、串并转换单元、子块划分单元、变换单元、优化单元、加权单元、緩存单元和信号输出单元，参见图 3a, 该方法包括： 301、对于待传输的第二 OFDM符号，发送端获取第一 OFDM符号的边带信息 SI , 该第一 OFDM符号为第二 OFDM符号的前一个符号。

发送端在传输该 OFDM符号时，需要将该 OFDM符号划分为 M个互不重叠的子块，并将每个子块未继承原 OFDM符号相应的位置取值为 0, 使得每个子块的数据量相等。在本发明实施例中，根据该预设适应度函数和该 OFDM 符号划分成的 M个子块，可以得到该 OFDM符号的 SI。可选地，该预设适应

个体 b_k+1的适应度， x_k表示该第一 OFDM符号划分成的第 k个子块， b_k表示该第 k个子块的边带系数， k=2, 3 , …… M, cc和 β为调节该预设适应度函数幅度的系数。可选地， cc = 1、 β = 1。

以下将结合该预设适应度函数，对获取该第一 OFDM符号的 SI的过程进行详细说明：

( 1 )生成相位向量的初始种群，该初始种群包括多组个体。

随机产生 V组相位向量 rand, 每组相位向量称为一个个体，该 V组个体构成初始种群，该初始种群用于优化相位向量的系数。其中，每组相位向量包括 M-1个加权相位因子， M为该第一 OFDM符号划分成的子块数目。

可选地，该初始种群的相位为 [0, 2π]区间内的任意相位，也即是， φ₀ j = 2π · rand。

( 2 )根据预设适应度函数和该第一 OFDM符号划分成的多个子块，对该初始种群进行标准进化规划的变异运算以及归一化和离散化处理，得到变异后的种群。

具体地，对每个个体采用如下变异操作：

其中， fitness ( b' )表示个体 b'的适应度， b'表示一个个体， φ'表示个体 b'的相位， φ"表示变异后的相位， Ν ( 0,1 )是服从标准正态分布的随机数。可选地，该预设适应度函数为： fitness(b_k+1) =

a+p(max_1≤k≤M |∑^=₂ b_kx_k|²)，其中， ^1：11655(1¾₊₁)表示个体 b_k+1的适应度， X_k表示该第一 OFDM符号划分成的第 k个子块， b_k表示该第 k个子块的边带系数，其中， k=2, 3 , …… M。在本发明实施例中，对该多组个体的相位进行归一化和离散化处理得到 b_k, 其中，相位归一化处理具体为：

0 < φ < 2π

· 2π 其他

离散化处理具体为: 当 w=2时， b

当 w=4时， b_k =

他

( 2A-1 ) π

< φ < - A — ^ψ — A

.2π

π , , , 3π

- < φ <—

A— ^ψ — A

当 w=N时， b_k = { .2na

e (2a— 1)π < φ, < (28+1)π

A

A A

2π(Α-1) (2Α-3)π (2Α-1)π

e^J A < φ' <

A A

其中， W为在离散化处理所针对的区间中相位的离散数目， A为该离散数目的最大值， a=0, 1 , 2, …… A-1 , 且当 a=0时， = ^1^。

A A

( 3 )对变异后的种群采用 q-竟争选择策略进行选择运算，形成新一代种群

( 4 )继续进行进化，直至当前形成的种群产生满意解，或者，进化代数已达到预设代数，将当前形成的种群中最优的相位向量个体获取为该第一 OFDM符号的 SI。

可选地，采用进化规划优化算法，得到该第一 OFDM符号的相位系数。本领域技术人员可以获知，相位因子都是取自一个含有 W个有限元素的集合，假设子块数为 M, 则总共需要搜索种不同的组合，搜索复杂度将随着子块数目的增加而呈指数增长。

本发明实施例通过采用进化规划和相位离散化的优化搜索算法，计算出使 PTS方法的 PAPR最小的相位，不需要对个体进行编码映射，只需要对相位进行离散化和归一化，在进化过程中不需要交叉，只需要进行变异操作，筒化了个体编码解码的过程，筒化了进化操作的复杂度，降低了计算量，且降低了 PAPR, 解决了峰值再生问题。

此外，对于该第一 OFDM符号的第一个子块，该第一个子块的相位系数固定为 1。

需要说明的是，在传输该第一 OFDM符号时，该发送端获取该第一 OFDM 符号的 SI, 并基于该 SI进行传输，同时，该发送端緩存该第一 OFDM符号的 SI, 则在该发送端传输该第二 OFDM符号的过程中，直接获取緩存的该第一 OFDM符号的 SI即可。

在本发明实施例中，当该第二 OFDM符号为该发送端发送的首个 OFDM 符号时，可以获取该首个 OFDM符号的 SI的辅助信息，以便后续将该辅助信息调制至该首个 OFDM符号预留的边带信息子载波。其中，该辅助信息可以为该首个 OFDM符号的 SI的固定位置或者分组方式等，本发明实施例对此不做限定。

而当该第二 OFDM符号为该发送端发送的最后一个 OFDM符号时，由于该最后一个 OFDM符号只传输倒数第二个 OFDM符号的边带信息，并不会造成 4艮大的 PAPR,则可选地，直接基于该最后一个 OFDM符号，进行信号传输。进一步地，在发送端增加一个 OFDM伪信号，用于传输该最后一个 OFDM符号的 SI。该步骤 301可以由该信号输入单元、优化单元和该緩存单元执行，具体地，该发送端在需要发送该第一 OFDM 符号时，通过该优化单元计算出该第一 OFDM符号的 SI, 并通过緩存单元緩存。在该发送端需要发送该第二 OFDM 符号时，从该緩存单元中获取该第一 OFDM符号的 SI。

302、发送端将该第一 OFDM符号的 SI调制至该第二 OFDM符号预留的边带信息子载波，该 SI的调制方式与该第二 OFDM符号的调制方式相同，该预留的边带信息子载波个数为第一数目。

其中，该 SI的调制方式与该待传输数据调制为该第二 OFDM符号的调制方式相同，可以为 QPSK ( Quadrature Phase Shift Keying, 正交相移键控 )调制等方式，本发明实施例对该调制方式不做限定。

在本发明实施例中，将系统子载波划分为边带信息子载波和数据子载波，该边带信息子载波用于加载边带信息，该数据子载波用于加载待传输的数据，也即是该 OFDM包含的子载波。在加载该第二 OFDM符号对应的待传输数据时，该第二 OFDM符号预留边带信息子载波，用于加载该第一 OFDM符号的边带信息。发送端将该第二 OFDM的 SI调制至该第二 OFDM符号预留的边带信息子载波上，将待传输的数据加载至该数据子载波上。

该步骤 302可以由该发送端的调制单元执行，该信号输入单元将待传输数据发送给该调制单元，该调制单元对该待传输数据进行调制，同时，该緩存单元将緩存的该第一 OFDM符号的 SI发送给该调制单元，该调制单元对该 SI 进行调制。

303、发送端将该调制后的边带信息子载波耦合于该第二 OFDM符号包含的子载波之前，该该第二 OFDM符号包含的子载波数目为第二数目，该第一数目与该第二数目的和值等于系统子载波总数。

发送端将待传输的数据进行调制、串并转换以及子块划分后，得到 M个互不重叠的子块，并将每个子块未继承原 OFDM符号相应的位置取值为 0, 使得每个子块的数据量相等，之后，对每个子块进行 IFFT变换，并与边带信息相加，实现了将该 OFDM符号和该边带信息一同传输。

而在步骤 302和步骤 303中，以发送端在 L时刻传输该第一 OFDM符号、在 L+1时刻传输该第二 OFDM符号、且该第一数目为 D、该系统总子载波数为 N、该第二数目为 N-D为例，其中， L时刻是指任一个 OFDM符号周期， L+1时刻是指 L时刻之后的 OFDM符号周期，则在 L+1时刻，发送端在获取到该 L时刻的第一 OFDM符号的 SI时，对该 SI 进行与该第二 OFDM符号相同的处理，也即是，发送端将该 L+1时刻待传输的数据调制至 N-D个子载波，进行串并转换，并采用相同的调制方式，将该 SI调制至预留的 D个边带信息子载波，进行串并转换，之后，将经过串并转换后的该 D个边带信息子载波耦合于该 N-D个子载波之前，并将该 N个子载波划分为 M个互不重叠的子块，使得该 D个边带信息子载波位于第一个子块的前 D个位置。

图 3b是本发明实施例提供的边带信息位置示意图，参见图 3b,第一 OFDM 符号的边带信息位于该第一个子块的前 D个位置。

需要说明的是，本发明实施例以将该 D个边带信息子载波耦合于该 N-D 个子载波之前为例进行说明，实际上，该 D个边带信息子载波还可以耦合于其他位置，本发明实施例对此不做限定。

该步骤 303可以由该发送端的耦合单元执行，该耦合单元接收该调制单元发送的调制后的该第二 OFDM符号包含的子载波和边带信息子载波，并将该调制后的边带信息子载波耦合于该第二 OFDM符号包含的子载波之前。

304、发送端基于耦合后的子载波，进行信号传输。

具体地，对于耦合后的 N个子载波划分成的 M个子块，采用 PTS的方式，进行 N点 IFFT转换，同时，根据该预设适应度函数和该第二 OFDM符号的 M 个子块，得到该 L+1时刻待传输数据的 SI,也即是，该第二 OFDM符号的 SI, 将该 IFFT转换后的信号与该 L+1时刻的待传输数据的 SI相加，进行信号传输。

其中，根据该预设适应度函数和该第二 OFDM符号的 M个子块，得到该 L+1时刻待传输数据的 SI的过程与该步骤 301中根据该预设适应度函数和该第一 OFDM符号划分成的多个子块，得到该第一 OFDM符号的 SI的过程类似，在此不再赘述。

图 3c是本发明实施例提供的发送端原理框图，参见图 3c, 发送端緩存该第一 OFDM符号的 SI ,在发送端接收到该第二 OFDM符号时，将该第一 OFDM 符号的 SI进行星座映射，并与该原始数据调制的子载波耦合，进行串并转换和子块划分后，得到 M个互不重叠的子块，对该 M个子块进行 IFFT转换，并与该第二 OFDM符号的 SI相加后得到传输信号 X', 将 X传输给接收端。

该步骤 304可以由该发送端的串并转换单元、子块划分单元、变换单元、优化单元、加权单元和信号输出单元执行，该耦合后的子载波通过串并转换单元、子块划分单元和变换单元后，得到时域信号，该时域信号通过优化单元，得到该第二 OFDM符号的 SI, 该时域信号和该 SI通过加权单元进行加权后，通过信号输出单元发送给接收端。

本发明实施例提供的方法，通过将前一个 OFDM符号的 SI緩存后调制至当前的第二 OFDM符号预留的边带信息子载波，并将该第二 OFDM符号包含的子载波与调制后的边带信息子载波耦合，基于耦合后的子载波进行信号传输, 抑制了边带信息的传输所带来的峰值再生问题。进一步地，通过采用进化规划和相位离散化的优化搜索算法，降低了 PAPR, 筒化了个体编码解码的过程，筒化了进化操作的复杂度，降低了计算量。图 4a是本发明实施例提供的一种信号传输方法的流程图，该发明实施例应用于接收端，该接收端包括信号输入单元、变换单元、子块划分单元、緩存单元、边带信息提取单元、耦合单元、并串转换单元和解调单元，参见图 4a, 该方法包括：

401、接收端接收第一 OFDM符号和第二 OFDM符号，该第二 OFDM符号为该第一 OFDM符号的后一个符号。

本发明实施例中，该第二 OFDM符号为该第一 OFDM符号的后一个 OFDM 符号，以接收端在 L时刻接收到该第一 OFDM符号、在 L+1时刻接收到该第二 OFDM符号为例，接收端在 L时刻接收到该第一 OFDM符号时，并不会立刻进行数据恢复，而是等待一个 OFDM符号周期的延时之后，也即是到达 L+1 时刻，接收到该第二 OFDM符号时，再根据该第二 OFDM符号携带的该第一 OFDM符号的 SI, 对该第一 OFDM符号进行数据恢复。

该步骤 401可以由该接收端的信号输入单元实现。

402、接收端获取第二 OFDM符号携带的该第一 OFDM符号的边带信息

SI。

可选地，从该第二 OFDM符号的第一个子块的前第一数目个位置获取该 SI,该第一个子块为该第二 OFDM符号在信号传输过程中划分而成的多个子块中的第一个子块。

本发明实施例仍以该第一数目为 D, 系统总子载波数为 N, 该第二数目为 N-D为例进行说明，发送端将该 D个边带信息子载波耦合于该 N-D个数据子载波之前，即该 D个边带信息子载波位于该第一个子块的前 D个位置，则接收端在接收到该第二 OFDM符号时，从该第二 OFDM符号的第一个子块的前 D个位置提取到的信息即为该 SI。

在本发明实施例中，该第二 OFDM符号的第一个子块的相位系数为 1 , 在第二 OFDM符号的第一个子块中被调制的符号的相位并未在优化过程中发生变化，因此，根据该第一个子块中固定的 D个边带信息子载波，即可恢复该第一 OFDM符号。

需要说明的是，由于该发送端还可以将该 SI耦合于其他位置，则该接收端可以按照该发送端确定的位置，进行提取，得到该 SI, 本发明实施例对该 SI的耦合位置不做限定。

该步骤 402可以由该接收端的变换单元、子块划分单元緩存单元和边带信息提取单元执行，该接收端通过信号输入单元接收到该第一 OFDM符号时，通过变换单元进行 FFT ( Fast Fourier Transformation, 快速傅里叶变换）变换，并通过子块划分单元划分为 M个互不重叠的子块，再通过緩存单元緩存该 M 个子块，在通过信号输入单元接收到该第二 OFDM符号时，通过边带信息提取单元，获取该第二 OFDM符号携带的该第一 OFDM符号的 SI。

403、接收端将该第一 OFDM符号包含的子载波与该 SI包含的边带信息子载波耦合。

在本发明实施例中，将该 SI包含的边带信息子载波耦合至该第一 OFDM 符号包含的子载波中，将该 SI等同于该第一 OFDM符号，以便后续对该 SI 与该第一 OFDM符号进行相同的数据恢复处理。

该步骤 403可以由该接收端的耦合单元执行。

404、接收端基于耦合后的子载波，进行数据恢复，得到传输的原始数据。具体地，对耦合后的子载波进行并串转换和星座逆映射，得到传输的原始数据。

图 4b是本发明实施例提供的接收端原理框图，参见图 4b, 接收端在接收到该第一 OFDM符号时，进行 N点 FFT变换以及子块划分，得到 M个互不重叠的子块，将该 M 个互不重叠的子块寄存一个符号周期，在接收到该第二 OFDM符号时，从该第二 OFDM符号的第一个子块的前 D个位置提取该第二 OFDM符号的 SI,将该 SI与该 M个互不重叠的子块耦合后进行并串转换以及星座逆映射，得到原始数据。

在对该第一 OFDM符号进行星座逆映射后再插入该 SI时，需要 6个子载波，浪费了 3个子载波。而本发明实施例通过将该 SI与该第一 OFDM符号耦合后进行数据恢复，而不是在对该第一 OFDM符号进行星座逆映射后再与插入该 SI, 避免了在对第一 OFDM符号进行星座逆映射之后再插入边带信息子载波时造成更多的子载波消耗，增大了数据传输效率。

可选地，对于接收到的首个 OFDM符号， ^据该首个 OFDM符号的 SI 的辅助信息，对该首个 OFDM符号进行恢复，得到传输的原始数据。其中，该辅助信息可以为该首个 OFDM符号的 SI的固定位置或者分组方式等，本发明实施例对此不做限定。

该步骤 404可以由该接收端的并串转换单元和解调单元执行。

本发明实施例提供的方法，通过将该第一 OFDM符号包含的子载波与后一个 OFDM符号携带的该第一 OFDM符号的边带信息 SI耦合，基于耦合后的子载波进行数据恢复，避免了在对第一 OFDM符号进行星座逆映射之后再插入边带信息子载波时造成更多的子载波消耗，增大了数据传输效率。通过仿真对本发明实施例提供的方法和基于遗传算法的 PAPR降低方法进行了对比。其中，仿真参数为 1000个 OFDM符号的 QPSK调制数据，每一帧 N=64分为四个分组，相位 W=8, 两种方法进化规划的种群规模为 16, 进化 20 次。图 5a是本发明实施例提供的性能对比示意图，根据图 5a可以得出，与基于遗传算法的 PAPR降低方法相比，本发明实施例提供的信号传输方法提高了降低 PAPR的性能，通过对边带信息的有效处理成功抑制了峰值再生。

图 5b是本发明实施例提供的运算次数示意图，参见图 5b, 本发明实施例提供的信号传输方法降低了乘法运算量，虽然加法运算量有一定程度地上升，但是总体实现了降低运算量。图 6是本发明实施例提供的一种信号传输装置结构示意图，参见图 6, 该装置包括：边带获取模块 601、调制模块 602、耦合模块 603、传输模块 604, 其中，边带获取模块 601用于对于待传输的第二 OFDM符号，获取第一 OFDM符号的边带信息 SI,该第一 OFDM符号为该第二 OFDM符号的前一个符号；调制模块 602与边带获取模块 601连接，用于将该第一 OFDM符号的 SI调制至该第二 OFDM符号预留的边带信息子载波，该 SI的调制方式与 OFDM 符号的调制方式相同，该预留的边带信息子载波个数为第一数目；耦合模块 603 与调制模块 602连接，用于将该第二 OFDM符号包含的子载波与调制后的边带信息子载波耦合，该第二 OFDM符号包含的子载波数目为第二数目，该第一数目与该第二数目的和值等于系统子载波总数；传输模块 604 与耦合模块 603连接，用于基于耦合后的子载波，进行信号传输。

可选地，该耦合模块 603用于将该调制后的边带信息子载波耦合于该第二 OFDM符号包含的子载波之前，使得在基于耦合后的子载波进行信号传输的过程中，该调制后的边带信息子载波位于第一个子块的前第一数目个位置，该第一个子块为该耦合后的子载波划分而成的多个子块中的第一个子块。

可选地，该边带获取模块 601包括：

初始种群生成单元，用于生成相位向量的初始种群，该初始种群包括多组个体；

变异单元，用于根据预设适应度函数和该第一 OFDM符号划分成的多个子块，对该初始种群的多组个体进行变异操作以及归一化和离散化处理，得到变异后的种群；

选择单元，用于对该变异后的种群采用竟争选择策略进行选择运算，形成新一代种群；

边带信息获取单元，用于继续进行进化，直至当前形成的种群产生满意解，将当前形成的种群中最优的相位向量个体获取为该第一 OFDM符号的 SI; 其中，该预设适应度函数为 fitness(b_k+1) = ,

11655(1¾₊₁)表示个体 b_k+1的适应度， x_k表示该第一 OFDM符号划分成的第 k 个子块， b_k表示该第 k个子块的边带系数， k=2, 3 ,…… M, M为该第一 OFDM 符号划分的子块数目， α和为调节该预设适应度函数幅度的系数。

可选地，该装置还包括：

辅助获取模块，用于对于待传输的首个 OFDM符号，获取该首个 OFDM 符号的 SI的辅助信息，将该辅助信息调制至该首个 OFDM符号预留的边带信息子载波。

可选地，该装置还包括：

指定传输模块，用于对于待传输的最后一个 OFDM符号，直接基于该最后一个 OFDM符号，进行信号传输。

本发明实施例提供的装置，通过将前一个 OFDM符号的边带信息 SI緩存后调制至当前的第二 OFDM符号预留的边带信息子载波，并将该第二 OFDM 符号包含的子载波与调制后的边带信息子载波耦合，基于耦合后的子载波进行信号传输，抑制了边带信息的传输所带来的峰值再生问题。图 7是本发明实施例提供的一种信号传输装置结构示意图，参见图 7, 该装置包括：符号接收模块 701、边带获取模块 702、耦合模块 703、数据恢复模块，

其中，符号接收模块 701用于接收第一 OFDM符号和第二 OFDM符号，该第二 OFDM符号为该第一 OFDM符号的后一个符号；边带获取模块与符号接收模块 701连接，用于获取第二 OFDM符号携带的该第一 OFDM符号的边带信息 SI; 耦合模块 703与边带获取模块 702连接，用于将该第一 OFDM符号包含的子载波与该 SI包含的边带信息子载波耦合；数据恢复模块 704与耦合模块 703连接，用于基于耦合后的子载波，进行数据恢复，得到传输的原始数据。

可选地，该边带获取模块 702用于从该第二 OFDM符号的第一个子块的前第一数目个位置获取该 SI, 该第一个子块为该第二 OFDM符号在信号传输过程中划分而成的多个子块中的第一个子块。

可选地，该装置还包括：

辅助恢复模块，用于对于接收到的首个 OFDM符号，根据该首个 OFDM 符号的 SI的辅助信息，对该首个 OFDM符号进行恢复，得到传输的原始数据。

本发明实施例提供的装置，通过将该第一 OFDM符号包含的子载波与后一个 OFDM符号的边带信息 SI耦合，基于耦合后的子载波进行数据恢复，避免了在对第一 OFDM符号进行星座映射之后再插入边带信息子载波时造成更多的子载波消耗，增大了数据传输效率。图 8是本发明实施例提供的一种信号传输设备的结构框图，参见图 6, 该设备包括：接收器 801、发射器 802,存储器 803和处理器 804,该接收器 801、该发射器 802和该存储器 803分别与该处理器 804连接，该存储器 803存储有程序代码，该处理器 804用于调用该程序代码，执行以下操作：

对于待传输的第二 OFDM符号，获取第一 OFDM符号的边带信息 SI, 该第一 OFDM符号为该第二 OFDM符号的前一个符号；

将该第一 OFDM符号的 SI调制至该第二 OFDM符号预留的边带信息子载波，该 SI的调制方式与 OFDM符号的调制方式相同，该预留的边带信息子载波个数为第一数目；

将该第二 OFDM符号包含的子载波与调制后的边带信息子载波耦合，该第二 OFDM符号包含的子载波数目为第二数目，该第一数目与该第二数目的和值等于系统子载波总数；

基于耦合后的子载波，通过该发射器 802进行信号传输。

可选地，该处理器 804还用于调用该程序代码，执行以下操作：将该调制后的边带信息子载波耦合于该第二 OFDM符号包含的子载波之前，使得在基于耦合后的子载波进行信号传输的过程中，该调制后的边带信息子载波位于第一个子块的前第一数目个位置，该第一个子块为该耦合后的子载波划分而成的多个子块中的第一个子块。

可选地，该处理器 804还用于调用该程序代码，执行以下操作：

生成相位向量的初始种群，所述初始种群包括多组个体；

其中，所述预设适应度函数为 fitness(b_k+1) = ^ -( ¹—— ， α+β(^ηΐ3χ_{1≤ ≤Μ} |∑^₌₂ b_kx_k| J 11655(1¾₊₁)表示个体 b_k+1的适应度， x_k表示该第一 OFDM符号划分成的第 k 个子块， b_k表示该第 k个子块的边带系数， k=2, 3, …… M, M 为所述第一 OFDM符号划分的子块数目， ί£和为调节该预设适应度函数幅度的系数。

可选地，该处理器 804还用于调用该程序代码，执行以下操作：对于待传输的首个 OFDM符号，获取该首个 OFDM符号的 SI的辅助信息，将该辅助信息调制至该首个 OFDM符号预留的边带信息子载波。

可选地，该处理器 804还用于调用该程序代码，执行以下操作：对于待传输的最后一个 OFDM符号，直接基于该最后一个 OFDM符号，进行信号传输。图 9是本发明实施例提供的一种信号传输设备的结构框图，参见图 6, 该设备包括：接收器 901、发射器 902,存储器 903和处理器 904,该接收器 901、该发射器 902和该存储器 903分别与该处理器 904连接，该存储器 903存储有程序代码，该处理器 904用于调用该程序代码，执行以下操作：

通过该接收器 901接收第一 OFDM符号和第二 OFDM符号，该第二 OFDM 符号为该第一 OFDM符号的后一个符号；

获取第二 OFDM符号携带的该第一 OFDM符号的边带信息 SI;

将该第一 OFDM符号包含的子载波与该 SI包含的边带信息子载波耦合；基于耦合后的子载波，进行数据恢复，得到传输的原始数据。

可选地，该处理器 804还用于调用该程序代码，执行以下操作：从该第二 OFDM符号的第一个子块的前第一数目个位置获取该 SI,该第一个子块为该第二 OFDM符号在信号传输过程中划分而成的多个子块中的第一个子块。

可选地，该处理器 804还用于调用该程序代码，执行以下操作：对于接收到的首个 OFDM符号， ^据该首个 OFDM符号的 SI的辅助信息，对该首个 OFDM符号进行恢复，得到传输的原始数据。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，该的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书

1、一种信号传输装置，其特征在于，所述装置包括：

边带获取模块，用于对于待传输的第二 OFDM符号，获取第一 OFDM符号的边带信息 SI, 所述第一 OFDM符号为所述第二 OFDM符号的前一个符号；调制模块，用于将所述第一 OFDM符号的 SI调制至所述第二 OFDM符号预留的边带信息子载波，所述 SI的调制方式与 OFDM符号的调制方式相同，所述预留的边带信息子载波个数为第一数目；

传输模块，用于基于耦合后的子载波，进行信号传输。

2、根据权利要求 1所述的装置，其特征在于，所述耦合模块用于将所述调制后的边带信息子载波耦合于所述第二 OFDM符号包含的子载波之前，使得在基于耦合后的子载波进行信号传输的过程中，所述调制后的边带信息子载波位于第一个子块的前第一数目个位置，所述第一个子块为所述耦合后的子载波划分而成的多个子块中的第一个子块。

3、根据权利要求 1所述的装置，其特征在于，所述边带获取模块包括：初始种群生成单元，用于生成相位向量的初始种群，所述初始种群包括多组个体；

变异单元，用于根据预设适应度函数和所述第一 OFDM符号划分成的多个子块，对所述初始种群的多组个体进行变异操作以及归一化和离散化处理，得到变异后的种群；

边带信息获取单元，用于继续进行进化，直至当前形成的种群产生满意解，将当前形成的种群中最优的相位向量个体获取为所述第一 OFDM符号的 SI; 其中，所述预设适应度函数为 fitness(b_k+1) = ^ -( ¹-— ， 11655(1¾₊₁)表示个体 b_k+1的适应度， x_k表示该第一 OFDM符号划分成的第 k 个子块， b_k表示该第 k个子块的边带系数， k=2, 3,…… M, M为所述第一 OFDM 符号划分的子块数目， α和 β为调节该预设适应度函数幅度的系数。

4、根据权利要求 1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

辅助获取模块，用于对于待传输的首个 OFDM符号，获取所述首个 OFDM 符号的 SI的辅助信息，将所述辅助信息调制至所述首个 OFDM符号预留的边带信息子载波。

5、根据权利要求 1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

指定传输模块，用于对于待传输的最后一个 OFDM符号，直接基于所述最后一个 OFDM符号，进行信号传输。

6、一种信号传输装置，其特征在于，所述装置包括：

耦合模块，用于将所述第一 OFDM符号包含的子载波与所述 SI包含的边带信息子载波耦合；

数据恢复模块，用于基于耦合后的子载波，进行数据恢复，得到传输的原始数据。

7、根据权利要求 6所述的装置，其特征在于，所述边带获取模块用于从所述第二 OFDM符号的第一个子块的前第一数目个位置获取所述 SI, 所述第一个子块为所述第二 OFDM符号在信号传输过程中划分而成的多个子块中的第一个子块。

8、根据权利要求 6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：辅助恢复模块，用于对于接收到的首个 OFDM符号，根据所述首个 OFDM 符号的 SI的辅助信息，对所述首个 OFDM符号进行恢复，得到传输的原始数据。

9、一种信号传输方法，其特征在于，所述方法包括：

基于耦合后的子载波，进行信号传输。

10、根据权利要求 9所述的方法，其特征在于，将所述第二 OFDM符号包含的子载波与调制后的边带信息子载波耦合，包括：

11、根据权利要求 9所述的方法，其特征在于，获取第一 OFDM符号的边带信息 SI, 包括：

生成相位向量的初始种群，所述初始种群包括多组个体；

根据预设适应度函数和所述第一 OFDM符号划分成的多个子块，对所述初始种群的多组个体进行变异操作以及归一化和离散化处理，得到变异后的种群；对所述变异后的种群采用竟争选择策略进行选择运算，形成新一代种群；继续进行进化，直至当前形成的种群产生满意解，将当前形成的种群中最优的相位向量个体获取为所述第一 OFDM符号的 SI;

其中，所述预设适应度函数为 fitness(b_k+1) = ^ -( ¹-— ， 11655(1¾₊₁)表示个体 b_k+1的适应度， x_k表示该第一 OFDM符号划分成的第 k 个子块， b_k表示该第 k个子块的边带系数， k=2, 3,…… M, M为所述第一 OFDM 符号划分的子块数目， cc和 β为调节该预设适应度函数幅度的系数。

12、根据权利要求 9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对于待传输的首个 OFDM符号，获取所述首个 OFDM符号的 SI的辅助信息，将所述辅助信息调制至所述首个 OFDM符号预留的边带信息子载波。

13、根据权利要求 9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对于待传输的最后一个 OFDM符号，直接基于所述最后一个 OFDM符号，进行信号传输。

14、一种信号传输方法，其特征在于，所述方法包括：

获取第二 OFDM符号携带的所述第一 OFDM符号的边带信息 SI; 将所述第一 OFDM符号包含的子载波与所述 SI包含的边带信息子载波耦合; 基于耦合后的子载波，进行数据恢复，得到传输的原始数据。

15、根据权利要求 14所述的方法，其特征在于，获取第二 OFDM符号携带的所述第一 OFDM符号的边带信息 SI包括：

16、根据权利要求 14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对于接收到的首个 OFDM符号，根据所述首个 OFDM符号的 SI的辅助信息，对所述首个 OFDM符号进行恢复，得到传输的原始数据。

17、一种信号传输设备，其特征在于，所述设备包括：发射器、存储器和处理器，所述发射器和所述存储器分别与所述处理器连接，所述存储器存储有程序代码，所述处理器用于调用所述程序代码，执行以下操作：

基于耦合后的子载波，通过所述发射器进行信号传输。

18、一种信号传输设备，其特征在于，所述设备包括：接收器、存储器和处理器，所述接收器和所述存储器分别与所述处理器连接，所述存储器存储有程序代码，所述处理器用于调用所述程序代码，执行以下操作：

获取第二 OFDM符号携带的所述第一 OFDM符号的边带信息 SI;

将所述第一 OFDM符号包含的子载波与所述 SI包含的边带信息子载波耦合; 基于耦合后的子载波，进行数据恢复，得到传输的原始数据。