一种部分传输序列方法技术

本发明专利技术属于移动通信系统领域，公开了一种部分传输序列方法。针对传统随机部分传输序列复杂度较高的问题，本发明专利技术的方法通过将相位因子序列按照相关性从低到高进行排序，在寻找PAPR较低的备选信号时，只需要搜寻前面相关性较低的一部分备选信号，而非传统随机PTS的遍历搜索，减少了最优信号搜索次数，这样便可以通过较低的复杂度运算而达到与传统PTS相近的性能；而且交织PTS各备选信号的相关性仅由相位因子决定，与具体的信号数据无关，因此排序仅需一次计算存储下来即可，并没有提高系统复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种部分传输序列方法
本专利技术属于移动通信系统领域，具体涉及一种部分传输序列方法。
技术介绍
正交频分复用(OFDM，OrthogonalFrequencyDivisionMultiple)技术以其很高的频谱利用率、良好的抗多径衰落和抗干扰性能，成为新一代无线通信核心技术。OFDM系统的主要缺点之一是信号峰值功率与平均功率的比值(PAPR，Peak-to-averagePowerRatio)偏高。这里PAPR用公式表示为：其中，xn表示经过IFFT运算之后得到的输出信号，max{·}表示最大值，E{·}表示平均值。而当高峰值信号进入系统发射端的功率放大器饱和区时，会产生很大的带内失真和带外辐射，引起信号失真和邻带干扰，导致系统性能恶化。为了无失真的传输OFDM信号，要求发射端的具有很大的线性范围，这就提高了系统设计的成本，限制了OFDM技术的广泛应用。部分传输序列(PTS，PartialTransmitSequence)则是降低OFDM信号的PAPR的一种常用方法，它通过多个序列来表示同一组信息的传输以降低大功率信号出现的概率，其方法描述具体可以参考文献：Muller.S.H.，Huber.J.B，AnovelpeakpowerreductionschemeforOFDM.The8thIEEEInternationalSymposiumonPersonal，IndoorandMobileRadioCommunications，1997，1090-1094。具体为：将N个子载波按一定的分组方式分割为V组，每组分别进行IFFT运算得到xv＝IFFT{XV}，再乘上不同的相位因子bv，然后将相乘之后的各组信号叠加，通过选择不同的相位因子{bv，v＝1，2，...，V}组合得到多个备选信号最后从中选择PAPR最小的信号进行传输。这里相位因子bv绝对值为1的复数因子，φv∈[0，2π]，理论上讲，bv的相位φv一般在P个相位因子值中选取，不失一般性，通常固定第一个分组的相位因子为1，则PTS产生的备选信号数目U＝PV-1。通常相位因子bv从{+1，-1，+j，-j}或{+1，-1}中选取，表示对信号的相位旋转。具体工作原理如图1所示，具体流程如图2所示。但其缺点在于算法的复杂度随着分组数目和相位旋转因子个数的增加而呈指数递增。这对于OFDM系统来说，计算复杂度较高，系统负担较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的PTS方法复杂度较高的问题，提出了一种部分传输序列方法。本专利技术的技术方案是：一种部分传输序列方法，包括如下步骤：步骤1.将一个子载波块中欲发送的N点频域数据向量X分割成V(V≥2)个子向量，每个子向量具有N个数据，其中，N/V个数据与X中相应位置的数据相同，其它数据均为零，并且满足XV(v＝0，…，V-1)为分割的子向量；步骤2.对每个子向量进行IFFT运算；步骤3.根据任意两路备选信号的互相关函数变量方差Δ(u，i)的大小，按照判决式对所有U路备选信号所对应的相位因子序列进行相关性由低到高的排序，其中argmin{·}表示函数取得最小值时的判决条件，U＝PV-1，P为相位因子个数，首先设定第1路相位因子序列的所有相位因子全都相同；然后从剩下的U-1路相位因子序列中选择使与第1路相位因子序列相关性最低的Ω(2)作为第2个最优相位序列；从余下U-k(k＝2，...，U-1)路相位因子序列中选取使与前k路相位因子序列平均相关性最低的Ω(k+1)为k+1路最优相位因子序列；最后得到相关性从低到高的相位因子序列；步骤4.利用步骤3得到的相关性从低到高的相位因子序列，依次产生相关性由低到高的U路备选信号；步骤5.选择步骤4产生的U路备选信号中前面相关性较低的L个备选信号分别计算其PAPR值，从中选出PAPR最低的备选信号作为最优备选信号输出。本专利技术的有益效果：本专利技术的方法通过将相位因子序列按照相关性从低到高进行排序，在寻找PAPR较低的备选信号时，只需要搜寻前面相关性较低的一部分备选信号，而非传统随机PTS的遍历搜索，减少了最优信号搜索次数，这样便可以通过较低的复杂度运算而达到与传统PTS相近的性能；而且交织PTS各备选信号的相关性仅由相位因子决定，与具体的信号数据无关，因此排序仅需一次计算存储下来即可，并没有提高系统复杂度。附图说明图1是PTS的发射机工作原理图。图2是用传统随机PTS方法搜索最优备选信号的流程示意图。图3是随机PTS、交织PTS的工作原理图。图4是用本专利技术方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合附图，给出本专利技术的具体实施例。需要说明的是：实施例中的参数并不影响本专利技术的一般性。为了便于对本专利技术的理解，在阐述具体实施例之前，首先介绍其中所用的术语：随机PTS：每个子载波被随机分配到V个PTS内，具体工作原理如图3所示。交织PTS：把相距间隔为V的子载波分配在一个PTS之内，具体工作原理如图3所示。备选信号相关性分析：设xu和xi是交织PTS中的第u路和第i路备选信号，表示第u路备选信号中第k个子载波上所对应分组的相位因子，其中当第k个子载波在第v个分组中，N为子载波数。因此任意两路备选信号(记为u，i)在任意时刻点(记为m，n)之间的互相关函数定义为：设系统输入数据Xn是平均功率为1的独立同分布的随机变量，定义τ＝m-n，上式可以简化为：由于Ru，i(τ)是关于τ对称的，故只需要分析τ取值为正的部分，因此：定义互相关函数变量的方差Δ(u，i)：其中，为的均值。所有备选信号中互相关函数随机变量方差的算术平均值越低，各个备选信号间的相关度就越低，系统的PAPR抑制效果就越好，同时也可以看出各备选信号的相关性仅由相位因子决定，与具体的信号数据无关。本专利技术的方法流程示意图如图4所示，具体步骤如下：步骤1.将一个子载波块中欲发送的N点频域数据向量X分割成V(V≥2)个子向量，每个子向量具有N个数据，其中，N/V个数据与X中相应位置的数据相同，其它数据均为零，并且满足XV(v＝0，…，V-1)为分割的子向量；步骤2.对每个子向量进行IFFT运算；步骤3.根据任意两路备选信号的互相关函数变量方差Δ(u，i)的大小，按照判决式对所有U路备选信号所对应的相位因子序列进行相关性由低到高的排序，其中argmin{·}表示函数取得最小值时的判决条件，即为排序选择第k路相位因子序列时，计算第u(k≤u＜U)路相位因子序列与前面k-1路相位因子序列的平均互相关值，选择使判决式最小的原始第u路相位因子序列作为排序后的第k路相位因子序列，U＝PV-1，P为相位因子个数，具体为：首先设定第1路相位因子序列的所有相位因子全都相同，在这里可以选择相位因子都为全1的序列；然后从剩下的U-1路相位因子序列中选择使与第1路相位因子序列相关性最低的Ω(2)作为第2个最优相位序列；从余下U-k(k＝2，...，U-1)路相位因子序列中选取使与前k路相位因子序列平均相关性最低的Ω(k+1)为k+1路最优相位因子序列；最后得到相关性从低到高的相位因子序列。步骤4.利用步骤3得到的相关性从低到高的相位因子序列，依次产生相关性由低到高的U路备选信号。步骤5.选择步骤4产生的U路备选信号中前面相关性较低的L个备选信号分别计算其PAPR值本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种部分传输序列方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤１．将一个子载波块中欲发送的Ｎ点频域数据向量Ｘ分割成Ｖ（Ｖ≥２）个子向量，每个子向量具有Ｎ个数据，其中，Ｎ／Ｖ个数据与Ｘ中相应位置的数据相同，其它数据均为零，并且满足ＸＶ（ｖ＝０，…，Ｖ－１）为分割的子向量；步骤２．对每个子向量进行ＩＦＦＴ运算；步骤３．根据任意两路备选信号的互相关函数变量方差Δ（ｕ，ｉ）的大小，按照判决式对所有Ｕ路备选信号所对应的相位因子序列进行相关性由低到高的排序，其中ａｒｇｍｉｎ｛·｝表示函数取得最小值时的判决条件，Ｕ＝ＰＶ－１，Ｐ为相位因子个数，首先设定第１路相位因子序列的所有相位因子全都相同；然后从剩下的Ｕ－１路相位因子序列中选择使与第１路相位因子序列相关性最低的Ω（２）作为第２个最优相位序列；从余下Ｕ－ｋ（ｋ＝２，．．．，Ｕ－１）路相位因子序列中选取使与前ｋ路相位因子序列平均相关性最低的Ω（ｋ＋１）为ｋ＋１路最优相位因子序列；最后得到相关性从低到高的相位因子序列；步骤４．利用步骤３得到的相关性从低到高的相位因子序列，依次产生相关性由低到高的Ｕ路备选信号；步骤５．选择步骤４产生的Ｕ路备选信号中前面相关性较低的Ｌ个备选信号分别计算其ＰＡＰＲ值，从中选出ＰＡＰＲ最低的备选信号作为最优备选信号输出。...

【技术特征摘要】
1.一种部分传输序列方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1.将一个子载波块中欲发送的N点频域数据向量X分割成V个子向量，V≥2，每个子向量具有N个数据，其中，N/V个数据与X中相应位置的数据相同，其它数据均为零，并且满足XV为分割的子向量，v＝0,…，V-1；步骤2.对每个子向量进行IFFT运算；步骤3.根据任意两路备选信号的互相关函数变量方差Δ(u,i)的大小，按照判决式对所有U路备选信号所对应的相位因子序列进行相关性由低到高的排序，其中，定义互相关函数变量的方差Δ(u,i)：其中，为的均值；argmin{·}表示函数取得最小值时的判决条件，U＝PV-1，P为相位因子个数，首先设定第1路相位因子序列的所有相位因子全都相同；然后从剩下的U-...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪丽，肖悦，但黎琳，李少谦，
申请(专利权)人：电子科技大学，东南大学，
类型：发明
国别省市：90