一种OFDM无线数字地震仪传输系统降低PAPR融合法技术方案

技术编号:6218054 阅读:253 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术披露了一种OFDM无线数字地震仪传输系统降低PAPR融合法,该方法将采集到的地震数据信号采用动态选择性映射与压缩扩展联合方法来降低信号PAPR,降低了对射频放大器的要求,提高其功率效率。同时在不牺牲降低PAPR能力的情况下,该方法大大降低传统SLM算法的计算复杂度。本发明专利技术实现容易,能用于各类采用OFDM进行调制的通信系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油气地震勘探领域,尤其是在无线数字地震仪数据传输系统中采用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术对地震信号进行高速传输的
,特别是涉及一种利用动态扫描选择性映射与压缩扩展联合改进方法降低传输系统中峰值功率与平均功率比(Peak-to-Average Power Ratio, PAPR)问题。
技术介绍
用于石油和天然气地球物理勘探的数字地震仪按照数据传输方式可分为有线数字地震仪和无线数字地震仪。有线的地震仪的特征是完全由有线系统数据传输系统需要发送指令和传输采集数据,在目前的野外实际应用中占有主导地位。但有线地震仪存在总体重量笨重、人工成本高、风险大,通过电缆传输功耗和准确性降低是有线传输系统的瓶颈。现在,用无线通信代替电缆的无线数字地震仪可以有效地改善有线地震仪的缺点。正交频分复用(OFDM)技术以其高效的频谱利用率、良好的抗多径衰落性能、系统容量大等特点,成为了第四代移动通信系统的核心技术之一,同样也可以应用在无线数字地震仪的高速数据传输系统中。但是,由于OFDM信号在时域上表现为多个正交子载波信号叠加而成的,其信号具有高的PAPR,这一特点就要求移动通信系统中的发射机的高功率放大器具有很高的线性度,否则会产生非线性失真,非线性失真所产生的谐波会严重影响系统性能。但是较大动态范围的功率器件,意味着发射机的设备成本更高。目前提出的降低PAPR方法有很多,主要有:信号预畸变技术、信号扰码技术、编码技术三类,其中信号预畸变技术包括限幅、压扩变换和预留子载波等;信号扰码技术包括选择性映射法(SLM)和部分传输序列法(PTS);编码技术包括Reed-Muller编码和Golay互补序列等。目前国内外降低PAPR的算法很多,各种算法都有优点及其局限性。总的来说,这些算法普遍以牺牲系统性能为代价,如信号畸变技术是以降低系统BER性能为主要代价来获得低PAPR性能的。信号扰码技术具有良好的PAPR降低性能,但它是以较高的系统计算复杂度为代价获得良好PAPR性能。编码技术类技术由于需要发送大量冗余信息而使系统信息速率大幅度降低,即它是以降低系统功率性能为代价获得较好PAPR性能。压缩扩展技术具有较好的性能,相对来说复杂度较低,在实际中得到了广泛应用。压扩法的原理是在发送端,根据不同的压缩曲线,通过非线性变换提升信号中的低幅度值,同时降低信号高幅度值的部分,保持信号平均功率不变,从而达到降低PAPR的作用。在接收端可以通过相应的逆变换,来恢复出初始信号。如何更加有效地避免OFDM系统中的高PAPR值,使其更便于在无线数字地震仪数据传输系统中得到实际运用,这是OFDM系统中必须要解决的问题。选择映射法(SLM)是一种有效地无失真的降低PAPR的算法,但高的计算复杂度和降低PAPR能力小是SLM的主要缺点。本专利根据现有SLM和压缩扩展算法的优缺点,综合考虑从降低PAPR效果和计算量两方面来进行互补性能选取不同方法的联合改进技术——动态SLM算法和压缩扩展联合算法。-->
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种OFDM无线数字地震仪传输系统降低PAPR融合法。该方法在收发两端实现简单,与传统的SLM方法相比,在不牺牲降低PAPR能力的同时,能更好的降低OFDM系统的计算复杂度。本专利技术提供了一种OFDM无线数字地震仪传输系统降低PAPR融合法,该方法步骤如下:1)在发送端对采集到的地震数据信号进行串并变换转换为并行数据;2)对第i行并行数据进行如下操作,其中i表示并行数据的行数,                                                ;3)设置初值,其中n表示相位因子的组数,,表示复制的N组OFDM信号中PAPR最小的一组的序号;4)将第n组并行数据与相位序列Sn相乘,执行逆向快速傅立叶变换得到,计算其PAPR值,即;5)如果,其中为预设的阀值,则跳到6),否则跳到7);6)令且,即表示复制的N组OFDM信号中PAPR最小的一组信号,则跳到10);7)如果,则跳到7a),否则跳到7b);7a)令,即将本次的信号视为PAPR最小的信号;7b);8)如果,则跳到9),否则跳到4);9)对进行压缩处理,,跳到10)10)将经过处理得到的具有最小的PAPR信号进行发送;11)且,跳到12),否则跳到2);12)结束。本专利技术的有益效果在于,该算法可以在达到传统SLM算法降低PAPR相似性能的前提下,大大地降低计算复杂度。给定的功率放大器要求输入信号的PAPR值小于一个预设阀值,若给定M个子载波,复制N次,和PAPR超过阀值的概率p=Pr{本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.本专利技术涉及一种OFDM无线数字地震仪传输系统降低PAPR融合法,该方法应用在OFDM无线数字地震仪传输系统中,融合了动态选择映射和压缩扩张法以降低PAPR,其特征在于包括如下步骤:步骤1 发送端将采集到的地震数据信号进行串并变换为并行数据;步骤2 对第i行并行数据进行如下操作,其中i表示并行数据的行数,                                                ;步骤3 设置初值,其中n表示相位因子的组数,,表示复制的N组OFDM信号中PAPR最小的一组的序号;步骤4 将第n组并行数据与相位序列Sn相乘,执行逆向快速傅立叶变换得到,计算其PAPR值,即;步骤5 如果,其中为预设阀值,则跳到6,否则跳到7;步骤6 令且,即表示复制的N组OFDM信号中PAPR最小的一组信号,则跳到10;步骤7 如果,则跳到7a,否则跳到7b;7a 令,即将本次的信号视为PAPR最小的信号;7b ;步骤8 如果,则跳到9,否则跳到4;步骤9 对进行压缩处理,根据非线性压缩公式:将压缩后的信号作为PAPR最小的,其中mean表示求信号的平均值,跳到10;步骤10 将经过处理得到的具有最小的PAPR信号经信道发送到接收端;步骤11 且,跳到12,否则跳到2;步骤12 结束。...

【技术特征摘要】
1.本发明涉及一种OFDM无线数字地震仪传输系统降低PAPR融合法,该方法应用在OFDM无线数字地震仪传输系统中,融合了动态选择映射和压缩扩张法以降低PAPR,其特征在于包括如下步骤:步骤1 发送端将采集到的地震数据信号进行串并变换为并行数据; 步骤2 对第i行并行数据进行如下操作,其中i表示并行数据的行数,                                                ;步骤3 设置初值,其中n表示相位因子的组数,,表示复制的N组OFDM信号中PAPR最小的一组的序号;步骤4 将第n组并行数据与相位序列Sn相乘,执行逆向快速傅立叶变换得到,计算其PAPR值,即;步骤5 如果,其中为预设阀值,则跳到6,否则跳到7;步骤6 令且,即表示复制的N组OFDM信号中PAPR最小的一组信号,则跳到10;步骤7 如果,则跳到7a,否则跳到7b;7a 令,即将本次...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗仁泽党煜蒲戈勇华
申请(专利权)人:西南石油大学
类型:发明
国别省市:90

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