基于带外立方度量OCM的新型功率回退量度量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于带外立方度量OCM的新型功率回退量度量系统及方法，系统包括串/并变换、IFFT变换、并/串变换、信号OCM度量值计算和功率回退量计算模块，串/并变换模块与IFFT变换模块的输入端相连，IFFT变换模块的一个输出端依次通过信号OCM度量值计算模块和功率回退量计算模块与功率放大器连接。方法包括：计算原始OFDM信号平均功率值P

New power back weight measurement system and method based on metric OCM with out of cube metric

The invention discloses a OCM metric band based on cubic model power back measurement system and method system, including series parallel transform, IFFT transform, OCM transform, parallel / serial signal measure and calculation of power back calculation module, serial / parallel conversion module and IFFT conversion module is connected with the input end, a output IFFT transform module is orderly measure calculation module and power amplifier connected computing module and power back off by signal OCM. The method includes calculating the average power value of the original OFDM signal P

【技术实现步骤摘要】
基于带外立方度量OCM的新型功率回退量度量系统及方法
本专利技术涉及功率回退量度量领域，特别是涉及一种基于带外立方度量OCM的新型功率回退量度量系统及方法。
技术介绍
OFDM技术是一种多载波数字调制技术，OFDM信号是由多个独立子载波信号叠加而成的。因此，当子载波个数增至比较多时，OFDM时域信号将近似为复数高斯随机过程，因而其信号包络波动性要比单载波系统大得多。信号包络波动性太大需要功率放大器（poweramplifier，PA）有大的线性范围，否则，信号进入非线性区域，会引起严重的带外辐射（out-of-bandradiation，OBR），造成相邻信道的干扰。可是，因为PA的非线性特性，要求功率放大器有很大的线性动态范围，这在技术上难以实现且不经济。对信号进行一定的功率回退是避免信号进入非线性区域的简单直接的方法，但是，如果功率回退过小，则无法避免OBR影响；反之，则会引起PA效率降低。所以，准确预测所需要的功率回退量非常重要。现有的研究表明，通过度量OFDM信号包络的波动性大小可以预测所需的功率回退量。目前，已有的两种度量手段包括：峰均功率比（peak-to-averagepowerratio，PAPR）和立方度量（cubicmetric，CM）。然而，这两种方法在预测功率回退量方面，都不够准确。具体说明如下：令向量X＝[X(0),X(1),...,X(N-1)]表示输入OFDM符号，L表示过采样因子，那么，OFDM离散时域信号可以表示为：采用三阶多项式模型来描述功率放大器的非线性特性，可以表示为：y(n)＝a1x(n)+a3x(n)|x(n)|2，(2)其中，a1和a3是功率放大器模型的复数系数，而x(n)和y(n)分别表示PA的输入和输出信号。对于输入PA的OFDM信号，输出信号y(n)的自相关函数可以表示为：其中，A＝E[|x(t)|2]表示x(n)的平均功率。根据Winner-Khintchine定理，y(n)的功率谱密度表示为：Syy(ω)＝|a1+2a3A|2Sxx(ω)+2|a3|2Sxx(ω)*Sxx(ω)*Sxx(ω)；(4)其中，*表示卷积操作，通过式(4)可以看出：①OBR是由三阶非线性引起的，而PAPR算法只考虑了峰值功率，不能够准确表示OBR；②三阶非线性不仅引起OBR，而且也会引起带内失真。现在，只考虑三阶非线性失真，根据矢量正交分解定理，将输出信号的三阶部分x(n)|x(n)|2分解成两个部分：一部分是x(n)的同向分量，即线性部分；另一部分是x(n)的正交分量，即失真部分。可以表示为：x(n)|x(n)|2＝ηx(n)+(x(n)|x(n)|2-ηx(n))；(5)其中，那么，式(5)的线性部分对应的功率与全部三阶输出功率的比值可以表示为：如前所述，信号x(n)服从复数高斯分布，由于E[|x(n)|2k]＝k!Ak，因此式(7)最终可以变换成：通过式(8)可以看出：大约有2/3的三阶非线性失真信号分布在主带内，只有大约1/3的三阶非线性失真信号落入相邻信道，产生带外辐射。实际上，CM度量方法却将三阶非线性失真信号落入带内以及带外的部分全部用来预测功率回退量，所以CM算法也不够准确。本专利技术提出了一种新的度量方法，即带外立方度量（out-of-bandCM，OCM），能够更加准确地预测所需的功率回退量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于带外立方度量OCM的新型功率回退量度量系统及方法，用来预测功率放大器PA所需要的功率回退量，直接利用三阶输出的带外部分来预测带外辐射，更加准确地预测所需的功率回退量。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：基于带外立方度量OCM的新型功率回退量度量系统，它包括串/并变换模块、IFFT变换模块、并/串变换模块、信号OCM度量值计算模块和功率回退量计算模块，串/并变换模块的输入端连接OFDM输入信号，串/并变换模块用于将输入比特流变换生成一个OFDM数据符号，串/并变换模块的输出端与IFFT变换模块的输入端相连，IFFT变换模块用于变换得到OFDM时域信号，IFFT变换模块的一个输出端依次通过信号OCM度量值计算模块和功率回退量计算模块与功率放大器连接，IFFT变换模块的另一个输出端直接通过并/串变换模块与功率放大器相连。基于带外立方度量OCM的新型功率回退量度量系统还包括D/A转换器，并/串变换模块和功率回退量计算模块的输出端分别通过D/A转换器与功率放大器相连。所述的信号OCM度量值计算模块包括原始OFDM信号平均功率值Pav计算子模块、OFDM信号带外辐射平均功率值POB计算子模块和OCM度量值计算子模块，原始OFDM信号平均功率值Pav计算子模块、OFDM信号带外辐射平均功率值POB计算子模块的输出分别连接OCM度量值计算子模块的输入。所述的原始OFDM信号平均功率值Pav计算子模块的计算算法为：其中，x(n)表示OFDM离散时域信号，n＝0,1,...,LN-1，L表示过采样因子。所述的OFDM信号带外辐射平均功率值POB计算子模块的计算算法为：其中，C(k)表示经功率放大器引起的非线性失真部分所对应的频域符号，（k＝0,...,N-1）对应于非线性失真落入带内的频域符号，（k＝N,...,LN-1）对应于非线性失真落入带外辐射部分的频域符号。所述的OCM度量值计算子模块的计算算法为：其中，Pav表示原始OFDM信号平均功率值，POB表示OFDM信号带外辐射平均功率值。所述的功率回退量计算模块的计算算法为：PBO＝p1×OCM+p2(dB)，其中，OCM表示信号OCM度量值计算模块输出的OCM度量值，p1和p2分别对应斜率和偏移常量。基于带外立方度量OCM的新型功率回退量度量方法，它包括以下步骤：S1：计算原始OFDM信号平均功率值Pav；S2：计算OFDM信号带外辐射平均功率值POB；S3：根据Pav值和POB值计算OCM度量值；S4：根据OCM度量值计算功率回退量PBO。所述原始OFDM信号平均功率值Pav的计算方法为：其中，x(n)表示OFDM离散时域信号，n＝0,1,...,LN-1，L表示过采样因子；所述OFDM信号带外辐射平均功率值POB的计算方法为：其中，C(k)表示经功率放大器引起的非线性失真部分所对应的频域符号，（k＝,0,..N1-）对应于非线性失真落入带内的频域符号，（k＝N,...,LN-1）对应于非线性失真落入带外辐射部分的频域符号；所述OCM度量值的计算方法为：其中，Pav表示原始OFDM信号平均功率值，POB表示OFDM信号带外辐射平均功率值；所述功率回退量PBO的计算方法为：PBO＝p1×OCM+p2(dB)，其中，OCM表示信号OCM度量值计算模块输出的OCM度量值，p1和p2分别对应斜率和偏移常量。本专利技术的有益效果是：主要采用OFDM信号的带外辐射平均功率与原始信号的平均功率来预测功率回退量，直接利用三阶输出的带外部分来预测带外辐射，与传统PAPR和CM度量方法相比，可以更加准确地预测功率放大器PA所需的功率回退量。附图说明图1为本专利技术功率回退量度量系统结构示意框图；图2为本专利技术功率回退量度量方法流程图；图3为预计功率回退量与PAPR增量关系图；图4为预计本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于带外立方度量OCM的新型功率回退量度量系统，其特征在于：它包括串/并变换模块、IFFT变换模块、并/串变换模块、信号OCM度量值计算模块和功率回退量计算模块，串/并变换模块的输入端连接OFDM输入信号，串/并变换模块用于将输入比特流变换生成一个OFDM数据符号，串/并变换模块的输出端与IFFT变换模块的输入端相连，IFFT变换模块用于变换得到OFDM时域信号，IFFT变换模块的一个输出端依次通过信号OCM度量值计算模块和功率回退量计算模块与功率放大器连接，IFFT变换模块的另一个输出端直接通过并/串变换模块与功率放大器相连；所述的信号OCM度量值计算模块包括原始OFDM信号平均功率值P

【技术特征摘要】
1.基于带外立方度量OCM的新型功率回退量度量系统，其特征在于：它包括串/并变换模块、IFFT变换模块、并/串变换模块、信号OCM度量值计算模块和功率回退量计算模块，串/并变换模块的输入端连接OFDM输入信号，串/并变换模块用于将输入比特流变换生成一个OFDM数据符号，串/并变换模块的输出端与IFFT变换模块的输入端相连，IFFT变换模块用于变换得到OFDM时域信号，IFFT变换模块的一个输出端依次通过信号OCM度量值计算模块和功率回退量计算模块与功率放大器连接，IFFT变换模块的另一个输出端直接通过并/串变换模块与功率放大器相连；所述的信号OCM度量值计算模块包括原始OFDM信号平均功率值Pav计算子模块、OFDM信号带外辐射平均功率值POB计算子模块和OCM度量值计算子模块，原始OFDM信号平均功率值Pav计算子模块、OFDM信号带外辐射平均功率值POB计算子模块的输出分别连接OCM度量值计算子模块的输入；所述的原始OFDM信号平均功率值Pav计算子模块的计算算法为：其中，x(n)表示OFDM离散时域信号，L表示过采样因子；所述的OFDM信号带外辐射平均功率值POB计算子模块的计算算法为：其中，C(k)表示经功率放大器引起的非线性失真部分所对应的频域符号，（k＝0,...,N-1）对应于非线性失真落入带内的频域符号，(k＝N,...,LN-1)对应于非线性失真落入带外辐射部分的频域符号；所述的OCM度量值...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓东，张翔引，胡海超，夏金祥，胡明，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51