一种改进的SLM-PTS峰均比抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种改进的SLM

【技术实现步骤摘要】
一种改进的SLM
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PTS峰均比抑制方法


[0001]本专利技术涉及数据信号处理领域，尤其涉及一种改进的SLM
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PTS峰均比抑制方法。

技术介绍

[0002]OFDM的基本思想是通过串并(S/P)变换操作，将高速率的串行数据流转换成多个低速率的并行子数据流，然后调制到多个正交的子载波上进行并行传输。这种并行传输体制大大扩展了符号的脉冲宽度，提高了抗多径衰落等恶劣传输条件的性能。OFDM系统信号是由多个子载波信号叠加而成，使得OFDM系统的输出容易出现较大的峰均功率比(Peak Average Power Ratio，PAPR)，这也是OFDM系统中最为困扰的问题。OFDM系统中峰均比较高，使得信号经过功率放大器时，OFDM信号波形的峰值不在功率放大器的线性动态范围内，引起信号失真，降低功率放大器效率，子载波间正交性被破坏，从而影响了系统整体性能。通常将一个OFDM符号周期内最大峰值功率与平均功率的比值称为峰均功率比。对于离散时间信号x(n)，其PAPR公式可以表示为
[0003][0004]传统的PAPR抑制方法有三种：编码法、预畸变法和概率类法。编码法的主要思想就是采用编码的方式用PAPR值低的码字替换原始信号中具有PAPR值高的码字，且不同的编码方式会使PAPR也不相同，然后在大量的码组中筛选PAPR值最低的一组作为输入信号，在接收端要对信号进行解码处理，选择编码方式就是在对存在的较高PAPR进行抑制处理。现有的编码类算法主要有分组编码、雷德密勒编码以及格雷互补编码。
[0005]预畸变法是三类优化算法中实现PAPR抑制最为简单且最直接的方法，预畸变法的基本思想是在信号送到功率放大元件之前，对瞬时PAPR值较高的信号进行压缩或者直接削除，使得信号不会超过功率放大原件的动态变换范围，直接防止了PAPR值过高的情况发生。但是预畸变法直接采取的预畸变操作，会产生一定的带外噪声和带内干扰，从而能影响系统的通信性能。现有的最为常见的预畸变技术是直接限幅技术和压缩扩展技术。
[0006]概率类算法就是尽可能的降低较高PAPR值出现的概率，而不能将输入信号PAPR值都优化到小于设定的期望门限。该方法通过计入一些辅助信息来选择PAPR值最小的符号序列进行传输，对信号自身不会产生任何的改变。概率类算法的实现具有较大的计算复杂度，而且在实现过程中需要传输边带信息，使得系统带宽变大，系统传输速率减慢。概率类算法被国内外认为是目前解决较高APPR值最有潜力的方法。现有的概率类算法主要有选择映射法(Selecting Mapping，SLM)、部分传输序列法(Partial Transmit Sequence，PTS)和星座图扩展法(Active Constellation Extension，ACE)等。
[0007]SLM算法的主要思想是产生多个备选信号，然后从这些序列中筛选出PAPR值最低的一组作为发送信号，达到降低PAPR的目的。PTS算法的主要思想是将频域数据分割成V个子块，通过IFFT运算后的各个子块小组得出的子序列和相位因子进行加权叠加，最后通过遍历所有相位旋转因子找出PAPR最低的相位因子组合，达到降低PAPR的目的。
[0008]但是，如果想要得到更好的PAPR抑制效果，对于SLM算法来说，需要增加备选信号个数。对于PTS算法来说，需要增加频域数据分割的子块数。然而，备选信号个数和子块数越大，计算复杂度就越大。

技术实现思路

[0009]根据现有技术存在的问题，本专利技术公开了一种改进的SLM
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PTS峰均比抑制方法，具体包括如下步骤：
[0010]生成ISLM
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μlaw算法：在频域将输入信号序列复制成M组并分别乘以M个相位旋转因子，产生M组备选信号，再分别将M组备选信号进行IFFT变换生成M组时域信号；将M组时域信号平均划分成两组，将两组信号之间任意进行线性组合产生生M2/4组备选信号，从中选出PAPR值最小的一组信号进行压扩变换从而生成待传输信号；
[0011]生成WHT
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IPTS算法：将输入信号先进行数字映射生成N个已映射数据，将已映射数据输入至预编码器中并与WHT矩阵相乘从而获得已编码的频域数据，将频域数据分割成V个子块，对V个子块再分别进行IFFT运算，运用次优迭代搜索法找出PAPR值最低的相位因子组合；
[0012]将ISLM
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μlaw算法和WHT
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IPTS算法串联结合得到ISLM
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μlaw
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WHT
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IPTS算法，采用ISLM
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μlaw
‑
WHT
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IPTS算法对OFDM系统中的信号进行PAPR值抑制。
[0013]进一步的，生成lSLM
‑
μlaw算法时：
[0014]先对原始二进制比特数据进行星座映射和串并变换，在频域将输入信号序列复制成M组；
[0015]将M组信号分别乘以M个相位旋转因子，产生M组含有相同信息的备选信号；
[0016]对M组备选信号分别进行IFFT变换产生M组时域信号，将M组时域信号平均划分成两组，即
[0017][0018]将x
(m)
和x
(n)
进行线性组合产生M2/4组备选信号，从中选取PAPR值最小的一组信号x；
[0019]对信号x进行压扩变换生成信号x'；
[0020]将信号x'经过FFT运算后作为下一级的输入信号，输入信号先进行数字映射生成N个已映射数据，再经过预编码器与N
×
N的WHT矩阵相乘后得到已编码数据；
[0021]采用交织分割的方式进行数据分割，将频域数据分割成V个子块；
[0022]对V个子块数据再分别进行IFFT变换；
[0023]运用次优迭代搜索法，只考虑b
v
取{
‑
1,1}两个值的情况，找出PAPR值最低的相位因子组合。
[0024]进一步的，采用次优迭代搜索法找出PAPR值最低的相位因子组合时：
[0025]S21:将子载波个数为N的频域数据分割为V个互不重叠的子数据块；
[0026]S22:令b
v
＝1(v＝1,2,
…
,V)，index＝1，计算该条件下的峰均功率比PAPR0＝max|
X'|/E(|X'|)，其中
[0027]S23:令b
index
＝
‑
1，采用S22中方式计算出峰均功率比PAPR；
[0028]S24:将PAPR0与PAPR进行比较，若PAPR0＜PAPR，则b
index
＝1；否则，若PAPR0＝PAPR，index＝index+1；
[0029]S25:当index≤V，跳转到S23，否则，重复S24，直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改进的SLM
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PTS峰均比抑制方法，其特征在于包括：生成ISLM
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μlaw算法：在频域将输入信号序列复制成M组并分别乘以M个相位旋转因子，产生M组备选信号，再分别将M组备选信号进行IFFT变换生成M组时域信号；将M组时域信号平均划分成两组，将两组信号之间任意进行线性组合产生生M2/4组备选信号，从中选出PAPR值最小的一组信号进行压扩变换从而生成待传输信号；生成WHT
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IPTS算法：将输入信号先进行数字映射生成N个已映射数据，将已映射数据输入至预编码器中并与WHT矩阵相乘从而获得已编码的频域数据，将频域数据分割成V个子块，对V个子块再分别进行IFFT运算，运用次优迭代搜索法找出PAPR值最低的相位因子组合；将lSLM
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μlaw算法和WHT
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IPTS算法串联结合得到ISLM
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μlaw
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WHT
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IPTS算法，采用ISLM
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μlaw
‑
WHT
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IPTS算法对OFDM系统中的信号进行PAPR值抑制。2.根据权利要求1所述的改进的SLM
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PTS峰均比抑制方法，其特征在于：生成ISLM
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μlaw算法时：先对原始二进制比特数据进行星座映射和串并变换，在频域将输入信号序列复制成M组；将M组信号分别乘以M个相位旋转因子，产生M组含有相同信息的备选信号；对M组备选信号分别进行IFFT变换产生M组时域信号，将M组时域信号平均划分成两组，即将x
(m)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：索继东，于易可，黄雪滢，柳晓鸣，陈晓楠，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：