专利名称：时域备选信号的选取方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种时域备选信号的选取方法及装置。
技术背景
正分频分复用(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing，简称为OFDM)是一种高速传输的多载波技术，是第四代移动通信的核心技术，其基本原理是将信号流分割为N个子信号流，然后用N个子信号流分别调制N个相互正交的子载波，由于子载波的频谱互相重叠，因而，可以得到较高的频谱利用率。
图1是根据相关技术的OFDM原理的示意图。如图1所示，一个OFDM符号是由多个独立的经过调制的子载波信号相加而成。在某一时刻，若多个子载波以同一个方向进行累加，就会产生较大的信号峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio，简称为PAPR)。为了降低PAPR，相关技术中通常采用选择性映射正分频分复用(Selective Mapping 0FDM，简称为SLM-0FDM)技术。
图2是根据相关技术的SLM-OFDM原理的示意图。如图2所示，SLM-OFDM技术的主要思想在于选择多个随机序列，在对OFDM执行快速傅里叶反变换(IFFT)操作之前，对原始的频域数据序列做线性变换，如以下公式所示
X(nm) = A(nm)Xn +B(nm\ (n = 0,l,---,N-l,m = l,2,---,M)
其中，Xn为原始的频域数据元素，ΖΓ为IFFT变化之后的N点序列，被称为候选序列，变换的目的主要是为了寻找N点序列A和B，最终使得时域符号IFFT0Q出现峰值的概率较小，在SLM-OFDM技术中，A和B被称为扰码序列。
在SLM-OFDM技术中，虽然随着扰码个数的增加，PAPR会随之降低，但是发送端的计算复杂度却会随之升高。所以SLM-OFDM技术的缺点在于降低PAPR与增加发射端的计算复杂度之间的矛盾，即通过增加扰码的个数虽然降低了信号的PAPR，但与此同时也增加了发送端的计算复杂度，例如如果选择M个扰码，那么就需要多做M-I次IFFT运算，为了降低PAPR的M取值越大，发送端的计算复杂度就越发复杂。发明内容
本发明提供了一种时域备选信号的选取方法及装置，以至少解决相关技术中在运用SLM-OFDM技术降低PAI^R值的同时增加了发送端的计算复杂度的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种时域备选信号的选取方法。
根据本发明的时域备选信号的选取方法包括采用原始频域信号和M个扰码序列获取M个时域备选信号，其中，M为大于1的整数；将M个时域备选信号中的部分或全部进行线性组合获取X个时域备选信号，其中，X为大于1的整数；从M个时域备选信号和X个时域备选信号中选取降低信号峰均功率比PAPR数值最小的时域备选信号。
优选地，在根据原始频域信号和M个扰码序列获取M个时域备选信号之前，还包括将待发送的二进制数据通过星座映射的方式调制成频域信号；将调制后的频域信号通过串并变换生成原始频域信号。
优选地，上述星座映射为以下之一 QPSK、MPSK、QAM、16QAM。
优选地，根据原始频域信号和M个扰码序列获取M个时域备选信号包括将M个扰码序列与原始频域信号进行点乘生成序列；将生成的序列通过快速傅里叶反变换IFFT获取M个时域备选信号。
优选地，在从M个时域备选信号和X个时域备选信号中选取PAPR数值最小的时域备选信号之后，还包括将PAI^R数值最小的时域备选信号进行发送。
优选地，X个时域备选信号的个数X通过以下公式获取 X=^C +I2C3m+I3C4m +...... + Im-1C^，其中，M为M个时域备选信号的个数。
根据本发明的另一方面，提供了一种时域备选信号的选取装置。
根据本发明的时域备选信号的选取装置包括第一获取模块，用于采用原始频域信号和M个扰码序列获取M个时域备选信号，其中，M为大于1的整数；第二获取模块，用于将M个时域备选信号中的部分或全部进行线性组合获取X个时域备选信号，其中，X为大于 1的整数；选取模块，用于从M个时域备选信号和X个时域备选信号中选取降低信号峰均功率比PAPR数值最小的时域备选信号。
优选地，上述装置还包括调制模块，用于将待发送的二进制数据通过星座映射的方式调制成频域信号；变换模块，用于将调制后的频域信号通过串并变换生成原始频域信号。
优选地，上述第一获取模块包括计算单元，用于将M个扰码序列与原始频域信号进行点乘生成序列；获取单元，用于将生成的序列通过快速傅里叶反变换IFFT获取M个时域备选信号。
优选地，上述装置还包括发送模块，用于将PAI^R数值最小的时域备选信号进行发送。
通过本发明，在采用原始频域信号和M个扰码序列获取M个时域备选信号之后，通过将该M个时域备选信号中的部分或者全部时域备选信号通过线性组合，产生新增的X个时域备选信号，最后从M+X个时域备选信号中选取PAI^R数值最小的时域备选信号，解决了相关技术中在运用SLM-OFDM技术降低PAI^R值的同时增加了发送端的计算复杂度的问题， 进而达到了在运用SLM-OFDM技术降低PAI^R值的同时并没有增加发射端的计算复杂度的效^ ο
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中
图1是根据相关技术的OFDM原理的示意图2是根据相关技术的SLM-OFDM原理的示意图3是根据本发明实施例的时域备选信号的选取方法的流程图4是根据本发明优选实施例的时域备选信号的选取方法的流程图5是根据本发明实施例的时域备选信号的选取装置的结构框图6是根据本发明优选实施例的时域备选信号的选取装置的结构框图；以及
图7是根据本发明优选实施例的时域备选信号的选取装置的示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图3是根据本发明实施例的时域备选信号的选取方法的流程图。如图3所示，该方法主要包括以下处理
步骤S302 采用原始频域信号和M个扰码序列获取M个时域备选信号，其中，M为大于1的整数；
步骤S304 将M个时域备选信号中的部分或全部进行线性组合获取X个时域备选信号，其中，X为大于1的整数；
步骤S306 从M个时域备选信号和X个时域备选信号中选取降低信号峰均功率比 PAPR数值最小的时域备选信号。
相关技术中，在运用SLM-OFDM技术降低PAPR值的同时增加了发送端的计算复杂度。采用如图3所示的方法，基于相关技术中的SLM-OFDM技术，利用IFFT的线性变换的性质，通过使用M个扰码序列和原始频域信号获取M个时域备选信号，然后通过获取到的 M个时域备选信号，获取更多的时域备选信号，由于新增的时域备选信号是不需要IFFT变换的，从而在使用SLM-OFDM技术不增加发送端计算复杂度前提下大大降低了频域信号的 PAI3R 值。
优选地，在步骤S302，根据原始频域信号和M个扰码序列获取M个时域备选信号之前，还可以包括以下处理
(1)将待发送的二进制数据通过星座映射的方式调制成频域信号；
(2)将调制后的频域信号通过串并变换生成原始频域信号。
在优选实施例中，上述星座映射可以为但不限于以下之一 QPSK、MPSK, QAM、 16QAM。
优选地，在步骤S302中，根据原始频域信号和M个扰码序列获取M个时域备选信号可以包括以下操作
(1)将M个扰码序列与原始频域信号进行点乘生成序列；
(2)将生成的序列通过快速傅里叶反变换IFFT获取M个时域备选信号。
优选地，在步骤S306，从M个时域备选信号和X个时域备选信号中选取PAPR数值最小的时域备选信号之后，还可以包括将PAI^R数值最小的时域备选信号进行发送。
在优选实施过程中，X个时域备选信号的个数X可以通过以下公式获取.X= 2'C2m +22C3m+23C +...... + 2M-lC^，其中，M为M个时域备选信号的个数。
下面以三个时域备选信号(即M = 3)为例对上述获取X个新增的时域备选信号的优选实施方式做进一步的描述。
在优选实施例中，令xa)，x(k)，Xw为加扰码并且经过IFFT变换后获取的三个时域备选信号，由SLM-OFDM算法原理可以得知这三个时域备选信号包含同一个输入信号X(即上述原始频域信号)，通过上述3个时域导频信号经过IFFT变化的线性组合可以获取到另 1个时域导频信号，推导过程如下
x(l+k+v) = CjXco + CkXik') + cvx(v)
= ctIFFT(X 尸)+ ckIFFT(X Pk) + CvIFFT(Χ ΘPv)
= IFFTiXicjP0' + CkP⑷ + cvP(v>))
其中，系数Ci，ck, cv为复数，使得CiP(i)+CkP(k)+CvP(v)具有单位的幅度，因此，根据上述公式推导后得到的时域备选信号xa+k+v)也可以作为SLM-OFDM的一个时域备选信号。由此可见，根据上述3个时域备选信号x(i)，x(k), x(v)，就可以得到另一个时域备选信号 x(i+k+v)，而信号x(i’k’v)是不需要进行IFFT变换的。但需要注意的是，信号CiP(i)+CkP(k)+CvP(v) 与P⑴，P(k)，Pw是相关的。由于士CiP⑴士ckP(k) 士cvP(v)具有相同的PAI^R值，所以只考虑一种情况，即只考虑Ci, 士 ck，±cv这种情况。由于士 ck，±cv共有4种组合，这样如果有 M(例如M = 3)个扰码序列，就可以额外获得4CI个时域备选序列，g卩，4C^=4C33=4，其中， C3m =Μ(Μ-1)(Μ-2)/6。
以上是通过选用上述全部时域备选信号获取额外的时域备选信号的计算过程，还可以从上述3个时域备选信号中任意选出两个进行线性组合，以进一步获取新增的时域备选信号，即，从上述Ci，ck，Cv中任意选择其中的两个，如Ci和ck，然后，通过Ci，士 Ck再获取额外2个时域备选信号。以此类推，再通过Ck和Cv获取2个时域备选信号，以及通过Ci和 Cv获取2个时域备选信号。
根据上述分析，通过3个时域备选信号中选取部分或者全部(如可以是2个，也可以是3个)进行线性组合总共可以获取20+^6=2,3+01=10个新增的时域备选信号，加上原有的3个时域备选信号，总共有13个时域备选信号，而只需要进行3次IFFT变换。
图4是根据本发明优选实施例的时域备选信号的选取方法的流程图。如图4所示， 该方法可以包括以下处理步骤
步骤S402 二进制bit经过QPSK (或16QAM、64QAM)调制到频域符号；
步骤S404 将频域信号串并变换生成信号序列X ；
步骤S406 用M个扰码序列分别和信号序列X点乘，得到M个点乘后的序列；
步骤S408 将M个序列经过IFFT变化得到M个时域备选信号；
步骤S410 利用M个备选的时域信号经过线性组合产生额外的 I1C2m+I2C3m+I3C4m+...... + Zm-1C^个时域备选信号；
步骤S412 在原有的M个时域备选信号和新增的 I1C2m+I2Cl+2'C4m+...... + 2M-1C=个时域备选信号中选择一个PAH 值最小的时域备选信号进行发送。
图5是根据本发明实施例的时域备选信号的选取装置的结构框图。如图5所示，该时域备选信号的选取装置主要包括第一获取模块10，用于采用原始频域信号和M个扰码序列获取M个时域备选信号，其中，M为大于1的整数；第二获取模块20，用于将M个时域备选信号中的部分或全部进行线性组合获取X个时域备选信号，其中，X为大于1的整数；选取模块30，用于从M个时域备选信号和X个时域备选信号中选取降低信号峰均功率比PAPR 数值最小的时域备选信号。
采用了如图5所示的装置，实现了在运用SLM-OFDM技术降低PAI3R值的同时并没有增加发射端的计算复杂度。
优选地，如图6所示，上述装置还可以包括调制模块40，用于将待发送的二进制数据通过星座映射的方式调制成频域信号；变换模块50，用于将调制后的频域信号通过串并变换生成原始频域信号。
优选地，如图6所示，上述第一获取模块10可以进一步包括计算单元100，用于将M个扰码序列与原始频域信号进行点乘生成序列；获取单元102，用于将生成的序列通过快速傅里叶反变换IFFT获取M个时域备选信号。
优选地，如图6所示，上述装置还可以包括发送模块60，用于将PAPR数值最小的时域备选信号进行发送。
图7是根据本发明优选实施例的时域备选信号的选取装置的示意图。如图7所示， 该装置可以包括
调制器(即上述调制模块)，其作用在于将二进制比特进行星座映射，如QPSK、 MPSK、QAM、16QAM，将二进制数据调制成频域信号；
串并变化器(即上述变换模块)，其作用在于调制后的频域信号通过串并变换生成原始频域信号；
IFFT变换器(即上述第一获取模块)，其作用在于采用原始频域信号和M个扰码序列获取M个时域备选信号；
线性组合器(即上述第二获取模块)，其作用在于通过M个时域备选信号中的部分或全部进行线性组合产生额外的时域备选信号；
选择器(即上述选取模块)，其作用在于从生成的全部时域备选信号中选取PAPR 数值最小的时域备选信号。
上述各模块以及各单元相互组合的优选工作方式可以参见图3至图4所示的优选实施例，此处不再赘述。
从以上的描述中，可以看出，上述实施例实现了如下技术效果(需要说明的是这些效果是某些优选实施例可以达到的效果)利用IFFT的线性性质通过对已有的时域备选信号的线性组合产生更多的时域备选信号，从而在运用SLM-OFDM技术降低PAPR值的同时并没有增加发射端的计算复杂度。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种时域备选信号的选取方法，其特征在于，包括采用原始频域信号和M个扰码序列获取M个时域备选信号，其中，所述M为大于1的整数；将所述M个时域备选信号中的部分或全部进行线性组合获取X个时域备选信号，其中，所述X为大于1的整数；从所述M个时域备选信号和所述X个时域备选信号中选取降低信号峰均功率比PAPR数值最小的时域备选信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述原始频域信号和所述M个扰码序列获取所述M个时域备选信号之前，还包括将待发送的二进制数据通过星座映射的方式调制成频域信号；将所述调制后的频域信号通过串并变换生成所述原始频域信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述星座映射为以下之一四相相移键控QPSK、多进制数字相位调制MPSK、正交幅度调制QAM、四进制正交幅度调制 16QAM。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述原始频域信号和所述M个扰码序列获取M个时域备选信号包括将所述M个扰码序列与所述原始频域信号进行点乘生成序列；将所述生成的序列通过快速傅里叶反变换IFFT获取所述M个时域备选信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在从所述M个时域备选信号和所述X个时域备选信号中选取所述PAPR数值最小的时域备选信号之后，还包括将所述PAPR数值最小的时域备选信号进行发送。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述X个时域备选信号的个数X通过以下公式获取X=I1C+22C +23C +...... + Sm-1C，其中，所述M为所述M个时域备选信号的个数。
7.—种时域备选信号的选取装置，其特征在于，包括第一获取模块，用于采用原始频域信号和M个扰码序列获取M个时域备选信号，其中，所述M为大于1的整数；第二获取模块，用于将所述M个时域备选信号中的部分或全部进行线性组合获取X个时域备选信号，其中，所述X为大于1的整数；选取模块，用于从所述M个时域备选信号和所述X个时域备选信号中选取降低信号峰均功率比PAPR数值最小的时域备选信号。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括调制模块，用于将待发送的二进制数据通过星座映射的方式调制成频域信号；变换模块，用于将所述调制后的频域信号通过串并变换生成所述原始频域信号。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块包括计算单元，用于将所述M个扰码序列与所述原始频域信号进行点乘生成序列；获取单元，用于将所述生成的序列通过快速傅里叶反变换IFFT获取所述M个时域备选信号。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括发送模块，用于将所述PAH 数值最小的时域备选信号进行发送。
全文摘要
本发明公开了一种时域备选信号的选取方法及装置，在上述方法中，采用原始频域信号和M个扰码序列获取M个时域备选信号，其中，M为大于1的整数；将M个时域备选信号中的部分或全部进行线性组合获取X个时域备选信号，其中，X为大于1的整数；从M个时域备选信号和X个时域备选信号中选取降低信号峰均功率比PAPR数值最小的时域备选信号。根据本发明提供的技术方案，达到了在使用SLM-OFDM技术降低PAPR值的同时并没有增加发射端的计算复杂度的效果。
文档编号H04L27/26GK102571678SQ20121004735
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月28日 优先权日2012年2月28日
发明者张 荣 申请人:中兴通讯股份有限公司