OFDM数据处理方法及装置制造方法及图纸

技术编号:19548275 阅读:28 留言:0更新日期:2018-11-24 21:22
本发明专利技术提供了一种OFDM数据处理方法及装置,涉及无线通信技术领域。所述方法包括:首先获取具有N‑M个子载波的离散时间基带OFDM信号和M个预留子载波生成的峰值抑制信号,再基于所述离散时间基带OFDM信号和峰值抑制信号,获得所述离散时间基带OFDM信号,进而获得峰均比表达式;基于所述峰均比表达式,建立峰均比优化模型的方式,进而通过加速逼近梯度方法对所述峰均比优化模型进行迭代优化计算,直到满足预设条件,输出优化的OFDM时域信号。使用加速逼近梯度方法,降低峰均比,不需要切削和滤波,更为高效。

OFDM Data Processing Method and Device

The invention provides an OFDM data processing method and device, which relates to the field of wireless communication technology. The method includes: firstly, the discrete-time baseband OFDM signal with N M subcarriers and the peak suppression signal generated by M reserved subcarriers are acquired; secondly, the discrete-time baseband OFDM signal is obtained based on the discrete-time baseband OFDM signal and the peak suppression signal, and then the peak-to-average ratio expression is obtained based on the peak. Mean-ratio expression, the way to establish peak-to-average ratio optimization model, and then through accelerated approximation gradient method to iteratively optimize the peak-to-average ratio optimization model, until the preset conditions are met, the optimized OFDM time-domain signal is output. Accelerated approximation gradient method is used to reduce peak-to-average ratio without cutting and filtering, which is more efficient.

【技术实现步骤摘要】
OFDM数据处理方法及装置
本专利技术涉及无线通信
,具体而言,涉及一种OFDM数据处理方法及装置。
技术介绍
正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,OFDM)作为一种多载波调制技术,由于其具有抗多径衰落,高频谱效率,抗窄带干扰和简单均衡等诸多优点而被广泛应用于高速无线通信系统中。然而,发射信号的峰值平均功率比(PeaktoAveragePowerRatio,PAPR),简称峰均比,是OFDM系统的主要问题之一。高峰均功率比使得OFDM信号对发射机功率放大器引起的非线性失真非常敏感。当高PAPR正交频分复用信号通过一个线性范围有限的功率放大器时,会带来严重的带内失真和带外辐射。业界针对这个问题进行了大量的研究工作,提出了很多削减OFDM信号PAPR的方法,如切削法,编码法,选择映射法(SLM),部分传输序列法(PTS)等。在这些降低PAPR技术中,Tellado提出的无失真子载波保留技术引起了广泛的关注。该方法简单,不需要传输辅助信息。为了降低预留子载波(ToneReservation,TR)技术中的时域OFDM信号的PAPR,将由预留子载波生成的抑制峰值的信号加到原始信号上即可。然而,实现优化的峰值抑制信号是二次约束二次规划问题,其计算复杂度非常高。为了避免这种情况,基于TR限幅滤波的技术被开发出来。一种具有预定限幅水平的自适应标度TR(AS-TR)方法被提出来,用于改进基于TR限幅滤波技术的收敛速度。但是AS-TR算法有两个主要的缺陷,即1)最佳限幅电平的选择是非常困难的,2)不同的限幅电平导致不同的PAPR降低。为了克服AS-TR的两个主要缺陷,还提出了自适应幅度切削TR方法(AAC-TR),以获得更好的PAPR降低性能。限幅滤波技术虽然可以获得更好的PAPR降低性能,但是有两个共同的缺点:1)需要进行多次FFT-IFFT计算以获得理想的PAPR降低;2)保留子载波的幅度不受限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种OFDM数据处理方法及装置,以改善上述问题。为了实现上述目的,本专利技术采取的技术方案如下:第一方面,本专利技术实施例子提供了一种OFDM数据处理方法,所述方法包括:获取具有N-M个子载波的OFDM符号和M个预留子载波生成的峰值抑制信号;基于所述OFDM符号和峰值抑制信号,获得离散时间OFDM信号;基于所述离散时间基带OFDM信号,获得所述离散时间基带OFDM信号的峰均比表达式;基于所述峰均比表达式,建立峰均比优化模型;通过加速逼近梯度方法对所述峰均比优化模型进行迭代优化计算,直到满足预设条件,输出优化的OFDM时域信号。第二方面,本专利技术实施例子提供了一种OFDM数据处理装置,所述装置包括:符号获取单元、信号获得单元、峰均比获得单元、建立单元和输出单元。符号获取单元,用于获取具有N-M个子载波的OFDM符号和M个预留子载波生成的峰值抑制信号。信号获得单元,用于基于所述OFDM符号及峰值抑制信号,获得离散时间基带OFDM信号。峰均比获得单元,用于基于所述离散时间基带OFDM信号,获得所述离散时间基带OFDM信号的峰均比表达式。建立单元,用于基于所述峰均比表达式,建立峰均比优化模型。输出单元,通过加速逼近梯度方法对所述峰均比优化模型进行迭代优化计算,直到满足预设条件,输出优化的OFDM时域信号。本专利技术实施例提供了一种OFDM数据处理方法及装置,所述方法包括:获取具有N-M个子载波的OFDM符号和M个预留子载波生成的峰值抑制信号以及基于所述OFDM符号和峰值抑制信号,获得离散时间基带OFDM信号;再基于所述离散时间基带OFDM信号,获得所述离散时间基带OFDM信号的峰均比表达式;基于所述峰均比表达式,建立峰均比优化模型的方式,进而通过加速逼近梯度方法对所述峰均比优化模型进行迭代优化计算,直到满足预设条件,输出优化的OFDM时域信号。使用加速逼近梯度方法,降低峰均比,不需要切削和滤波,更高效。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本专利技术实施例子了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例子的技术方案,下面将对实施例子中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例子,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。图1为可应用于本专利技术实施例子提供的电子设备的结构框图;图2为本专利技术实施例子提供的OFDM数据处理方法的流程图;图3为本专利技术实施例子提供的OFDM数据处理方法中峰均比对比结果示意图;图4为本专利技术实施例子提供的OFDM数据处理方法中误比特率对比结果示意图;图5为本专利技术实施例子提供的OFDM数据处理装置的结构框图。具体实施方式为使本专利技术实施例子的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本专利技术实施例子中的附图,对本专利技术实施例子中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例子是本专利技术一部分实施例子,而不是全部的实施例子。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例子的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本专利技术的实施例子的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围,而是仅仅表示本专利技术的选定实施例子。基于本专利技术中的实施例子,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例子,都属于本专利技术保护的范围。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本专利技术的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。图1示出了一种可应用于本专利技术实施例中的电子设备100的结构框图。如图1所示,电子设备100可以包括存储器102、存储控制器104、一个或多个(图1中仅示出一个)处理器106、外设接口108、输入输出模块110、音频模块112、显示模块114、射频模块116和OFDM数据处理装置。存储器102、存储控制器104、处理器106、外设接口108、输入输出模块110、音频模块112、显示模块114、射频模块116各元件之间直接或间接地电连接,以实现数据的传输或交互。例如,这些元件之间可以通过一条或多条通讯总线或信号总线实现电连接。OFDM数据处理方法分别包括至少一个可以以软件或固件的形式存储于存储器102中的软件功能模块,例如所述OFDM数据处理装置包括的软件功能模块或计算机程序。存储器102可以存储各种软件程序以及模块,如本申请实施例子提供的OFDM数据处理方法及装置对应的程序指令/模块。处理器106通过运行存储在存储器102中的软件程序以及模块,从而执行各种功能应用以及数据处理,即实现本申请实施例中的OFDM数据处理方法。存储器102可以包括但不限于随机存取存储器(RandomAccessMemory,RAM),只读存储器(ReadOnlyMemory,ROM),可编程只读存储器(ProgrammableRead-O本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种OFDM数据处理方法,其特征在于,所述方法包括:获取具有N‑M个子载波的OFDM符号和M个预留子载波生成的峰值抑制信号;基于所述OFDM符号和峰值抑制信号,获得离散时间OFDM信号;基于所述离散时间OFDM信号,获得所述离散时间OFDM信号的峰均比表达式;基于所述峰均比表达式,建立峰均比优化模型;通过加速逼近梯度方法对所述峰均比优化模型进行迭代优化计算,直到满足预设条件,输出优化的OFDM时域信号。

【技术特征摘要】
1.一种OFDM数据处理方法,其特征在于,所述方法包括:获取具有N-M个子载波的OFDM符号和M个预留子载波生成的峰值抑制信号;基于所述OFDM符号和峰值抑制信号,获得离散时间OFDM信号;基于所述离散时间OFDM信号,获得所述离散时间OFDM信号的峰均比表达式;基于所述峰均比表达式,建立峰均比优化模型;通过加速逼近梯度方法对所述峰均比优化模型进行迭代优化计算,直到满足预设条件,输出优化的OFDM时域信号。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述OFDM符号和峰值抑制信号,获得离散时间基带OFDM信号,包括:对所述OFDM符号加上峰值抑制信号后,获得叠加信号,再对叠加信号进行IDFT调制,获得过采样因子为J的离散时间基带OFDM信号,其中,IDFT调制过程中的IDFT矩阵由N和J决定,所述叠加信号与所述IDFT矩阵的乘积为所述离散时间基带OFDM信号。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述离散时间基带OFDM信号的峰均比表达式为:X=[X0,...,.XN-1]T为所述OFDM符号,x=[x0,...,xJN-1]T,x=FX,x为所述离散时间基带OFDM信号,F为IDFT矩阵且F为JN×N的矩阵,F的第(n,k)项即D=[D0,...,DN-1]T为所述峰值抑制信号,X与D是正交的,预留子载波方法得到的峰均比降低信号表示为x=F(X+D)=x+FD,峰值降低的OFDM信号为4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,基于所述峰均比表达式,建立峰均比优化模型,包括:基于所述峰均比表达式及引入峰值抑制信号的幅度获得:建立峰均比优化模型:5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,通过加速逼近梯度方法对所述峰均比优化模型进行迭代优化计算,直到满足预设条件,输出优化的OFDM时域信号,包括:将中的x+FD替换为z,获得等价优化模型:计算所述等价优化模型中函数的梯度的最小Lipschitz常数L,以估计步长γk;计算所述等价优化模型中函数g(z)=μ||z||∞的逼近算子:...

【专利技术属性】
技术研发人员:王亚军谢爽王蒙萌
申请(专利权)人:张家港江苏科技大学产业技术研究院
类型:发明
国别省市:江苏,32

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