降低OFDM信号峰均比值的方法技术

降低OFDM信号峰均比值的方法，步骤如下：在信号发送端，将二进制信息比特流信号循环移动、加扰、信道编码、星座映射、插入导频、IFFT计算，分别计算得到的OFDM符号的峰均比值，选出最大值与设定阈值进行比较，如果峰均比值最大值≤设定阈值，则进入后续的信号处理流程并进行发射，当生成的二进制信息比特流信号的峰均比值都小于等于设定阈值或循环次数超过上限时，信号发送结束；信号接收端接收信号后去除循环前缀、FFT运算、信道估计解调、信道译码、逆加扰，将逆加扰后的信号反向循环移动并进行CRC校验运算，如果校验结果全为0，信号接收结束，当循环移动后的信号的CRC校验结果全为0或者循环次数超过上限时，信号接收结束。

【技术实现步骤摘要】
降低OFDM信号峰均比值的方法
本专利技术属于信号处理
，尤指涉及一种基于信息比特发送次序优化选择的降低OFDM信号峰均比值的方法。
技术介绍
OFDM通信技术是目前主流宽带数字通信系统采用的一种通信技术，OFDM通信技术是将比特流调制到正交的子载波上进行传输，使各个子信道所经历的衰落相对平坦，再通过引入循环前缀作为符号间保护间隔，以保持子载波之间的正交性，从而降低符号间干扰的影响。与常规的频分复用系统相比，OFDM通信系统在保证载波间正交的情况下，可以最大限度地有效利用有限的频谱资源，具有频谱利用率高、抗多径效应好等特点，并且快速傅里叶变换为其提供了一种简单、低成本的实现方式。如图1所示，现有的OFDM通信系统的信号发送和接收流程为：在信号发送端，在信息比特信号中添加循环冗余校验(CRC)比特，然后进行加扰和信号编码，再将编码后的信息比特信号进行载波星座映射、插入导频、IFFT运算(反向快速傅里叶变换)和加入循环前缀，最后由信号发送端的射频前端将信号发射出去。在信号接收端，信号接收端的射频前端接收到信号后，进行一个相反的操作过程，去除循环前缀并进行FFT运算(快速傅里叶变换)，然后进行信道估计、解调、信道译码、逆加扰、进行CRC校验，得到所传输的信号。峰均比(峰值平均功率比，PAPR)较高是OFDM通信系统的一个明显缺点，会导致输出信号的瞬时值出现较大的波动。信号峰均比过大，也对发送端设备的功率放大器、A/D和D/A转换器等器件提出了更高的要求，要求这些器件具有很大的线性动态范围，这不仅会增加硬件成本，还会使得功率放大器的效率大幅降低，对设备的低功耗设计带来较大的压力，而且还会引起子载波之间的交调干扰和带外功率辐射，从而导致整个OFDM通信系统性能的下降。另外这些器件的非线性也会使动态范围较大的信号产生非线性失真，所产生的谐波会造成子信道间的相互干扰，从而影响OFDM通信系统的通信性能。为了降低信号的峰均比值，学者们从多方面进行研究与分析，提出了多种降低OFDM信号峰均比值的方法，这些方法主要分为三大类：预畸变技术、编码技术、概率技术。其中，预畸变技术会给发送信号带来一定的失真，从而导致通信性能下降；编码技术的计算复杂度高，且会降低系统的频谱利用率；概率技术需要增加边带信息的传输和处理，增加了系统的复杂度。此外，衡量一个峰均比抑制方法的主要指标包括峰均比抑制效果、传输性能和计算复杂度，以上几种峰均比值抑制技术较难在这三个指标上获得较好的均衡，仍存在改善的空间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于信息比特发送次序优化选择的降低OFDM信号峰均比值的方法。为了实现上述目的，本专利技术采取如下的技术解决方案：降低OFDM信号峰均比值的方法，包括以下步骤：S1、在信号发送端，将待发送分组信号对应的二进制信息比特流信号循环移动X位，X的初值为0；S2、对循环移动后的二进制信息比特流信号进行加扰、信道编码、星座映射、插入导频、IFFT计算，得到含有K个OFDM符号的信号，K为一次分组信号发送中的OFDM符号数量；S3、分别计算K个OFDM符号的峰均比值，从中选出最大值PAPR1作为该循环移动后的二进制信息比特流信号的峰均比值，将该峰均比值最大值PAPR1与设定阈值C进行比较，如果峰均比值最大值PAPR1≤设定阈值C，则认为待发送信号的峰均比值已符合要求，进入后续的信号处理流程并进行发射，如果峰均比值最大值PAPR1＞设定阈值C，则进入步骤S4；S4、判断X是否大于W，如果X大于W，则从生成的循环移位后的二进制信息比特流信号中选出峰均比值最小的二进制信息比特流信号，进入后续的信号处理流程并进行发射；否则令X＝X+1，并返回步骤S1，W为信息比特循环移动次数的上限值；当生成的循环移位后的二进制信息比特流信号的峰均比值都小于等于设定阈值C，或者循环次数超过W时，信号的发送过程结束；S5、信号接收端接收信号，依次进行去除循环前缀、FFT运算、信道估计解调、信道译码、逆加扰等常规步骤，得到逆加扰后的信号；S6、将逆加扰后的信号反向循环移动位，的初值为0；S7、对反向循环移动后的信号进行CRC校验运算，如果校验结果全为0，则认为已正确接收到发送端所发送的分组信号，信号接收结束；如果校验结果不全为0，则认为未正确接收发送端所发送的分组信号，执行步骤S8；S8、判断是否大于W，如果大于W，则认为本次信号接收错误，信号接收结束，否则令返回步骤S6；当循环移动后的信号的CRC校验结果全为0，或者循环次数超过W时，信号的接收过程结束。进一步的，在信号发送端，对待发送分组信号对应的二进制信息比特流信号进行循环左移或循环右移，对于同一待发送分组信号对应的二进制信息比特流信号，循环移动的方向一致。由以上技术方案可知，本专利技术方法通过对未编码的信息比特发送次序进行优化选择，生成一个峰均比值较低的OFDM信号进行发送，以改善发送信号的峰均比值性能；而接收端则充分利用了循环冗余校验比特对信息接收结果是否正确的判断，在不需要边带信息的辅助判断的情况下，可以通过低复杂度的CRC盲检测来搜索出未编码的信息比特的正确发送顺序。和传统的降峰均比算法相比，本专利技术方法的发送信号是无失真的且不会降低系统频谱利用率，因此不会造成系统通信性能损失；同时接收端具有盲判断能力，因此无需辅助传输边带信息，可以在不明显改变现有信号处理流程的情况下，在发送OFDM符号数较少的短分组信号中获得较好的降峰均比性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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为OFDM信号的发送和接收流程图；图2为本专利技术方法信号发送端的信号处理流程图；图3为本专利技术方法信号接收端端的信号处理流程图；图4为不同循环左移次数发送信号的互补累积分布函数图。具体实施方式为了让本专利技术的上述和其它目的、特征及优点能更明显，下文特举本专利技术实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。本专利技术的降低OFDM信号峰均比值的方法是在二进制信息比特流信号中添加循环冗余校验(CRC)比特后，通过对信息比特的发送顺序进行优化，从而降低信号的峰均比值。下面结合图2和图3对本专利技术方法进行说明，本专利技术的方法步骤如下：在信号发送端，物理层某次待发送分组信号对应的长度为L的二进制信息比特流信号S＝[s1,s2,…,sL]，sl＝0or1，l＝1,…,L，L为比特流信号的长度，在二进制信息比特流信号S中，最后的R个比特为本次发送分组信号的CRC校验比特；S1、将二进制信息比特流信号S循环移动X位，X的初值为0，循环移动时，可以是循环左移X位，也可以是循环右移X位，但在同一次信号处理过程中，重复循环移动步骤时，循环移动的方向一致，例如对于某次待发送分组信号的二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.降低OFDM信号峰均比值的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、在信号发送端，将待发送分组信号对应的二进制信息比特流信号循环移动X位，X的初值为0；/nS2、对循环移动后的二进制信息比特流信号进行加扰、信道编码、星座映射、插入导频、IFFT计算，得到含有K个OFDM符号的信号，K为一次分组信号发送中的OFDM符号数量；/nS3、分别计算K个OFDM符号的峰均比值，从中选出最大值作为该循环移动后的二进制信息比特流信号的峰均比值，将该峰均比值最大值PAPR1与设定阈值C进行比较，如果峰均比值最大值PAPR1≤设定阈值C，则认为待发送信号的峰均比值已符合要求，进入后续的信号处理流程并进行发射，如果峰均比值最大值PAPR1＞设定阈值C，则进入步骤S4；/nS4、判断X是否大于W，如果X大于W，则从生成的循环移位后的二进制信息比特流信号中选出峰均比值最小的二进制信息比特流信号，进入后续的信号处理流程并进行发射；否则令X＝X+1，并返回步骤S1，W为信息比特循环移动次数的上限值；当生成的循环移位后的二进制信息比特流信号的峰均比值都小于等于设定阈值C，或者循环次数超过W时，信号的发送过程结束；/nS5、信号接收端接收信号，依次进行去除循环前缀、FFT运算、信道估计解调、信道译码、逆加扰等常规步骤，得到逆加扰后的信号；/nS6、将逆加扰后的信号反向循环移动...

【技术特征摘要】
1.降低OFDM信号峰均比值的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在信号发送端，将待发送分组信号对应的二进制信息比特流信号循环移动X位，X的初值为0；
S2、对循环移动后的二进制信息比特流信号进行加扰、信道编码、星座映射、插入导频、IFFT计算，得到含有K个OFDM符号的信号，K为一次分组信号发送中的OFDM符号数量；
S3、分别计算K个OFDM符号的峰均比值，从中选出最大值作为该循环移动后的二进制信息比特流信号的峰均比值，将该峰均比值最大值PAPR1与设定阈值C进行比较，如果峰均比值最大值PAPR1≤设定阈值C，则认为待发送信号的峰均比值已符合要求，进入后续的信号处理流程并进行发射，如果峰均比值最大值PAPR1＞设定阈值C，则进入步骤S4；
S4、判断X是否大于W，如果X大于W，则从生成的循环移位后的二进制信息比特流信号中选出峰均比值最小的二进制信息比特流信号，进入后续的信号处理流程并进行发射；否则令X＝X+1，并返回步骤S1，W为信息比特循环移动次数的上限值；当生成的循环移...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢映海，吴斌，李先怀，李宏文，
申请(专利权)人：珠海中慧微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44