一种用于降低OFDM系统发射信号峰均比的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于降低OFDM系统发射信号峰均比的方法及系统，包括：FPGA模块；数模转换器，与所述FPGA模块连接，用于实现数模转换，处理前端数据速率高的信号；电源模块，与所述FPGA模块和数模转换器连接，用于提供直流工作电压。本发明专利技术的快速傅立叶逆变换单元实现了多载波映射；蝶运算单元采用4对RAM*2来存储蝶运算的操作数，大幅提高了运算速度；旋转因子单元运用查表法，加快了算法执行速度；乒乓缓存结构，配置成乒乓结构，提高了运算速度；预编码单元采用Zadoff-Chu sequences算法，有利于减少码间干扰，同时Zadoff-Chu序列具有对称性，可以降低序列生成的复杂度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信
，具体的说，是一种用于降低0FDM系统发射信号峰均比 的方法及系统。
技术介绍
无线通信系统中无线基站的发射机利用功率放大器来发射信号，目的是补偿因传 播距离过长而带来的信号衰减。功率放大器具有一定的线性区域，功率放大器的成本取决 于其线性区域的大小。具有高峰均比的信号会降低功率放大器的效率并且增加功率损耗， 这对功率放大器的线性度提出了很高的要求。为了保证功率放大器工作在线性区域，并提 高其效率，这就要求进入功率放大器的信号峰均比必须在一定范围以内。在无线通信系统 中，常使用削波技术来降低进入功率放大器的信号峰均比，但不幸的是削波技术的引入，可 能会带来一定程度的信号失真，以及带外频谱扩展或者邻道干扰等问题。0FDM系统峰均比 平均功率比较高，对非线性效应很敏感，这就要求发射机的一些部件，例如高功率放大器、 A/D和D/A转换器等具有很大的线性动态范围，使得实现成本增加。同时，这些部件的非线 性也会对动态范围较大的信号产生非线性失真，造成子信道干扰、信号幅度及相位的畸变， 从而影响0FDM系统的性能。因此，如何降低0FDM系统的峰均比是理论转化为实践的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于降低0FDM系统发射信号峰均比的方法及系统， 旨在解决现有的无线通信系统中存在的信号容易失真，造成子信道干扰、信号幅度及相位 的畸变，从而影响0FDM系统性能的问题。 本专利技术是这样实现的，一种用于降低0FDM系统发射信号峰均比的方法，所述用于 降低0FDM系统发射信号峰均比的方法包括： 实现组合时序逻辑； 实现数模转换，处理前端数据速率高的信号。 进一步，所述实现组合时序逻辑包括： 对输入信号变换和处理逆傅立叶信号； 对串转并信号首先进行星座映射处理，再把串行转换为并行信号； 对预编码单元输出信号处理； 对信号幅值估算； 对并串转换的信号先加循环前缀处理，在把并行信号转换为串行信号。 进一步，所述快速傅立叶逆变换模块包括： 蝶运算单元，用于通过系数％才^的对称性、周期性和可约性化简，只要求出4个 N/4点的DFT，即Xi(K)、X2 (K)、X3 (K)和X4 (K)，就可以求出全部的Xw值，运算量大大减少； 滤波器，与所述蝶运算单元连接，用于滤除经过变换的带外频率和系统内外产生 的噪声； 旋转因子单元，与所述蝶运算单元连接，用于存储蝶形运算中所需的复数常数，该 常数位于复数平面的单位圆上； 乒乓缓存结构，与所述滤波器连接，用于解决突发接收高速率数据和低处理速率 之间的矛盾，实现数据实时处理； 进一步，所述信号幅值估算包括： 获取信号各采样点数据； 计算各采样点信号的信号幅值。 进一步，所述对并串转换输出信号再次处理包括： 通过查表法判断每一种调制载波的门限值； 根据门限值计算每一种载波的增益系数。 进一步，所述对输入信号变换和处理逆傅立叶信号包括： 实现信号的星型图映射、多相位调制； 对输入的信号进行降低速率； 信号的延时预判； 对输入信号进行提高速率。 所述发射信号峰均比系统包括： FPGA模块，通过编写预编码法和压扩法程序，对信号进行处理，实现降低0FDM信 号峰均比的功能； 数模转换器，与所述FPGA模块连接，用于实现数模转换，处理前端数据速率高的 信号； 电源模块，与所述FPGA模块和数模转换器连接，用于提供直流工作电压。 进一步，所述FPGA模块包括： 串并转换单元，用于对输入信号变换和处理逆傅立叶信号； 预编码单元，与所述串并转换单元连接，用于对串转并信号进行预处理； 快速傅立叶逆变换单元，与所述预编码单元和串并转换单元连接，用于对预编码 单元输出信号处理； 信号幅值估计单元，与所述预编码单元连接，用于对信号幅值估算； 压扩单元，与所述串并转换单元和信号幅值估计单元连接，用于对并串转换输出 信号再次处理； 进一步，所述快速傅立叶逆变换单元包括： 蝶运算单元，用于通过系数谈^^的对称性、周期性和可约性化简，只要求出4个 N/4点的DFT，即Xi(K)、X2 (K)、X3 (K)和X4 (K)，就可以求出全部的Xw值，运算量大大减少； 滤波器，与所述蝶运算单元连接，用于滤除经过变换的带外频率和系统内外产生 的噪声； 旋转因子单元，与所述蝶运算单元连接，用于存储蝶形运算中所需的复数常数，该 常数位于复数平面的单位圆上； 乒乓缓存结构，与所述滤波器连接，用于解决突发接收高速率数据和低处理速率 之间的矛盾，实现数据实时处理； 所述预编码单元用到加法器和乘法器； 进一步，所述信号幅值估计单元包括： 信号获取子单元，用于获取信号各采样点数据； 信号幅值计算子单元，连接所述信号获取子单元，用于计算各采样点信号的幅值。 进一步，所述压扩单元包括： 门限判决子单元，用于通过查表法判断每一种调制载波的门限值； 增益调制子单元，与所述门限判决子单元连接，根据门限值计算每一种载波的增 益系数。 进一步，所述串并转换单元包括： 星座映射模块，用于实现信号的星型图映射、多相位调制；串转并模块，与所述星座映射模块连接，用于降低输入信号的速率； 循环前缀模块，与所述串转并模块连接，用于信号的延时预判； 并转串模块，与所述循环前缀模块连接，用于提高输入信号的速率。 本专利技术提供的用于降低0FDM系统发射信号峰均比的方法及系统，快速傅立叶逆 变换单元进一步包括蝶形运算单元、滤波器、旋转因子单元和乒乓缓存结构，实现了多载波 映射；蝶运算单元采用4对RAM*2来存储蝶运算的操作数，从而大幅提高了运算速度；旋转 因子单元运用查表法，也加快了算法的执行速度；乒乓缓存结构，配置成乒乓结构，进一步 提高了运算速度；预编码单元采用优良的Zadoff-Chusequences算法，具有良好的自相关 性和互相关性，有利于减少码间干扰，同时Zadoff-Chu序列具有对称性，可以降低序列生 成的复杂度。 与现有技术相比，本专利技术的技术优势如下： 1、本专利技术极大的简化了Zadoff-Chusequences算法，大大降低了程序实现的复杂 度。2、本专利技术比单一的Zadoff-Chusequences预编码法和单一的压扩法具有更低的 峰均比。 3、本专利技术采用大规模现场可编程器件制作，可以通过配置不同的程序，实现对工 作参数的灵活修改，设备结构精简，成本显著降低。【附图说明】图1是本专利技术实施例提供的降低0FDM系统发射机峰均比系统的结构框图； 图中：1、现场可编程门阵列（FPGA)模块；2、数模转换器；3、电源模块。图2是本专利技术实施例提供的用于降低0FDM系统发射信号峰均比的系统程序结构 框图。图3是本专利技术实施例提供的串并转换模块的四个程序模块图。图4是本专利技术实施例提供的快速傅立叶逆变换模块的四个程序模块图。图5是本专利技术实施例提供的信号幅值估计模块的两个程序模块图。图6是本专利技术实施例提供的压扩模块的两个程序模块图。【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术 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专利技术，并不用于 限定本专利技术。 下面结合附图及具体实施例对本专利技术的应用原理作进一步描述。 图1显示了本专利技术的降低0FDM系统发射机峰均比算法的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于降低OFDM系统发射信号峰均比的方法，其特征在于，所述用于降低OFDM系统发射信号峰均比的方法包括：实现组合时序逻辑；实现数模转换，处理前端数据速率高的信号；提供直流工作电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，王明，王培，韩磊，王萌淮，
申请(专利权)人：西安邮电大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61