本发明专利技术属于信号处理技术领域，具体涉及一种利用压扩技术的叠加式导频OTFS信号降低PAPR的方法，包括步骤：第一步：生成具有高带宽和多时隙的高分辨率的时延‑多普勒域信号帧，设定为DD域信号；第二步：对具有高分辨率特征的DD域信号，定义为OTFS信号，进行IFFT变换，生成时域信号s(t)；第三步：对生成的时域信号s(t)进行削波，并获取削波后信号和削波噪声；第四步：对削波噪声进行μ律压缩，获取压缩后的削波噪声；第五步：将压缩后的削波噪声与削波后的信号进行合并，得到发射信号。本发明专利技术能够获取削波后信号和削波噪声，并适应进行μ律压缩，可快速得到发射信号，运算程度大大降低，这种方法的复杂度要比基于削波滤波的方案大大降低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于信号处理，具体涉及一种利用压扩技术的叠加式导频otfs信号降低papr的方法。
技术介绍
1、orthogonal time frequency space，又称为正交时频空调制(otfs)，是目前备受关注的一种新型调制波形，这种波形在感知性能、papr方面均有明显的优势，然而受到其调制时制式的带宽与资源格大小的限制，引发了潜在的otfs的papr问题。
2、为应对上述问题，迭代削波滤波(iterative clipping and filtering，icf)和简化削波滤波(simplified clipping and filtering，scf)是目前常用的针对papr的信号处理方法，但是在处理otfs信号时，它们需要用到多次傅里叶变换与迭代，因此会带来多次往复的乘性与加性运算，导致整体的运算复杂程度较高。
3、因此，本文提出了一种基于削波噪声压缩的时域噪声压缩方法，这种方法的复杂度要比基于削波滤波的方案大大降低。本文所提出的压缩流程为将otfs信号进行ifft变换将之变换为时域信号，计算时域信号各值与平均值的差值，最后利用μ律对这一差值进行压缩。这一处理方式有三个特点：首先这一papr降低的方案针对的是otfs信号；其次该方案避免了传统otfs信号处理中多次fft/ifft变换的问题；最后该方案通过压缩时域信号中高于平均值部分的差值(即削波噪声)，避免了对整个信号进行处理，因此对信息的破坏性小。此外，该方法还在仿真过程表现出了更优秀的误码率ber和papr降低效果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种利用压扩技术的叠加式导频otfs信号降低papr的方法，能够获取削波后信号和削波噪声，并适应进行μ律压缩，可快速得到发射信号，运算程度大大降低，这种方法的复杂度要比基于削波滤波的方案大大降低。
2、本专利技术采取的技术方案具体如下：
3、一种利用压扩技术的叠加式导频otfs信号降低papr的方法，包括步骤：
4、第一步：生成具有高带宽和多时隙的高分辨率的时延-多普勒域信号帧，设定为dd域信号；
5、第二步：对具有高分辨率特征的dd域信号，定义为otfs信号，进行ifft变换，生成时域信号s(t)；
6、第三步：对生成的时域信号s(t)进行削波，并获取削波后信号和削波噪声；
7、第四步：对削波噪声进行μ律压缩，获取压缩后的削波噪声；
8、第五步：将压缩后的削波噪声与削波后的信号进行合并，得到发射信号。
9、可选地，生成具有高带宽和多时隙的高分辨率的时延-多普勒域(delay-dopplerdomain，dd域)信号帧时，还具有步骤：
10、生成的otfs信号导频应是叠加式导频放置方式，并且叠加式导频不应布置于同一dd域的时延维度上。
11、生成时域信号s(t)时，对dd域信号进行逐行ifft，以替代otfs调制所惯有的isfft(逆辛傅里叶变换)；
12、再进行海森堡变换，变换公式如下所示：
13、
14、其中，s表示发射的时域信号，xft为离散的时间频率域信号矩阵，角标h表示共轭转置，x为otfs的dd域离散信号矩阵。
15、削波过程如下式所示：
16、
17、其中，为时域信号的平均功率值，s(n)表示时域信号序列，表示削波后的时域信号序列，jφ(n)表示s(n)的相位；
18、且，设定削波噪声为d(n)，其表达式为：
19、
20、对削波噪声进行μ律压缩，获取压缩后的削波噪声，下式分别给出了μ律公式和本方案压缩削波噪声的公式：
21、
22、其中，g(x)表示x压缩后的函数值，μ表示压缩参数；
23、
24、其中，dc(n)表示压缩后的削波噪声。
25、其中，削波比可根据需求调整，μ律压缩比可调整。
26、本专利技术取得的技术效果为：
27、本专利技术的一种利用压扩技术的叠加式导频otfs信号降低papr的方法，经过共五个步骤的转换，标定高分辨率特征的dd域信号进行ifft变换，生成时域信号s(t)，通过获取削波后信号和削波噪声，并适应进行μ律压缩，获取压缩后的削波噪声，再与削波后的信号进行合并，可快速得到发射信号，运算程度大大降低，这种方法的复杂度要比基于削波滤波的方案大大降低。
28、本专利技术的一种利用压扩技术的叠加式导频otfs信号降低papr的方法，式(3)和(4)在仿真软件中进行模拟，得到仿真过程中awgn信道下ber表现的示意图以及papr降低效果的示意图。利用压扩技术的叠加式导频otfs信号，在仿真过程表现出了更优秀的误码率ber和papr降低效果。
29、本专利技术的一种利用压扩技术的叠加式导频otfs信号降低papr的方法，削波比可根据需求调整，μ律压缩比可调整，根据信道的不同适应性改变，适用范围广。
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【技术保护点】
1.一种利用压扩技术的叠加式导频OTFS信号降低PAPR的方法，其特征在于：包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用压扩技术的叠加式导频OTFS信号降低PAPR的方法，其特征在于：所述步骤第一步还包括：
3.根据权利要求2所述的一种利用压扩技术的叠加式导频OTFS信号降低PAPR的方法，其特征在于：所述生成时域信号s(t)时，对DD域信号进行逐行IFFT，以替代OTFS调制所惯有的ISFFT。
4.根据权利要求3所述的一种利用压扩技术的叠加式导频OTFS信号降低PAPR的方法，其特征在于：所述DD域信号进行逐行IFFT后，再进行海森堡变换，变换公式如下所示：
5.根据权利要求1所述的一种利用压扩技术的叠加式导频OTFS信号降低PAPR的方法，其特征在于：所述步骤第三步中削波过程如下式所示：
6.根据权利要求1所述的一种利用压扩技术的叠加式导频OTFS信号降低PAPR的方法，其特征在于：所述步骤第四步中μ律压缩公式如下：
7.根据权利要求1所述的一种利用压扩技术的叠加式导频OTFS信号降低PAPR的方法，其特征在于：所述步骤第四步中利用μ律进行压缩的具体过程中压缩削波噪声公式如下：
...
【技术特征摘要】
1.一种利用压扩技术的叠加式导频otfs信号降低papr的方法，其特征在于：包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用压扩技术的叠加式导频otfs信号降低papr的方法，其特征在于：所述步骤第一步还包括：
3.根据权利要求2所述的一种利用压扩技术的叠加式导频otfs信号降低papr的方法，其特征在于：所述生成时域信号s(t)时，对dd域信号进行逐行ifft，以替代otfs调制所惯有的isfft。
4.根据权利要求3所述的一种利用压扩技术的叠加式导频otfs信号降低papr的方法，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩帅，王雨，乔俊博，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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