基于混合载波系统的峰均功率比和带外功率的联合抑制的信号发射和接收方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及通信领域，具体设及一种基于混合载波系统的峰均功率比和带外功率 的联合抑制技术。
【背景技术】
[0002] 传统的多载波系统，如OFDM系统，极易受到高峰均功率比的影响，而同时OFDM系 统在时域加的是矩形窗，在频域由于sine函数衰减较慢的特性，会造成很大的带外功率福 射。所W高峰均功率比和带外福射都会对OFDM系统的性能产生很大的影响，目前抑制多载 波系统高峰均功率比的方法有很多，如削峰、选择相位和脉冲成型等，抑制多载波系统带外 功率的方法有时域加窗、增加保护间隔和子载波加权等。但是我们可W看到，多载波系统的 峰均功率比是在时域进行研究的，而带外功率谱的观测是在频域进行的，所W在抑制多载 波系统峰均比的同时就会影响系统的带外功率，相反，在抑制带外功率的同时，系统的峰均 功率比就会一定程度上的增加。由此看来，就需要一种峰均功率比和带外功率的联合抑制 方法。
[0003] 未来的通信体制中我们需要在多个系统的目标度量上进行折中，如高数据率、高 覆盖范围、高可靠性、低复杂度等。混合载波系统在体制上是多载波系统和单载波系统的 加权，它吸取了单载波系统和多载波系统的优点。比如，相比于多载波系统，混合载波系统 有着单载波系统较低的峰均功率比；相比于单载波系统，混合载波系统有着多载波系统较 好的抗多径的性能，所W混合载波系统在性能上集合了多载波系统和单载波系统性能的优 点。
[0004] 文献[1] ;2012 年JiangW,SchellmannM.公开的《Suppressingthe out-of-bandpowerradiationinmulti-carriersystems》；
[0005] 文献1对多载波系统的带外功率抑制方法进行了总结，包括加入保护间隔、时域 加窗、子载波加权（见文献2)等。
[0006] 文献 2 ;2006 年I.Cosovic,S.E5randes和andM.Schnell公开的《Subcarrier weighting:AmethodforsidelobesupressioninOFDMsystems》；
[0007] 文献 3 ;2005 年LinYP,PhoongSM.公开的《Windowdesi即sforDFT-based multicarriersystems》；
[0008] 文献3提出了一种多载波系统的加窗方法，但是在该种方法在接收端需要进行补 偿。
[0009] 文献 4 ;2007 年SlimaneSB.公开的《Reducingthepeak-t〇-averagepower ratioofOFDMsignalsthroughprecoding》；
[0010] 文献4提出了一种频域的预编码技术，即在频域进行成型的该种方式抑制OFDM系 统的高峰均功率比，并提出了频域成型函数的设计准则，给出了一些成型函数的例子。
[0011] 文献 5 ;2009 年MohapatraS,DasS.公开的《Peak-t〇-AveragePower Reduction(PAPR)byPulseShapingUsingaModifiedRaisedCosineFilters》；
[0012] 文献5说明利用不同的成型函数在抑制峰均功率比上可W达到不同的效果；
[0013]文献 6 ;2014 年Fumiy址i.AandAmnart.B公开的《Rrequen巧-Domainbased Single-CarrierWaveformDesignthroughPrecoder》；
[0014] 文献6提出了一种频域数据复制滤波降低系统峰均功率比的思想。
[00巧]文献7 ;2013 年MeiLaiangQ,化aX公开的《WFRFTPrecodingforNarrowband InterferenceSuppressioninDFT-BasedBlockTransmissionSystems》；
[0016] 文献7研究了基于混合载波系统的窄带干扰抑制的最优参数选择问题。
【发明内容】
[0017] 本发明是为了实现基于混合载波系统的峰均功率比和带外干扰的联合抑制，因此 提出一种基于混合载波系统的峰均功率比和带外功率的联合抑制方法。
[001引基于混合载波系统的峰均功率比和带外功率的联合抑制的信号发射和接收方法， 它的信号发射方法：
[0019]步骤一、在分数域，将长度为M的QPSK调制信号X=狂1，X2…Xm)经过-a阶的加 权分数傅里叶变换到频域，并在频域对变换后信号进行频域映射，获得频域数据符号，a为 正数；
[0020] 步骤二、将步骤一获得的频域数据符号进行复制，具体为：
[0021] 将数据后面的M0 /2个数据复制到数据前端，把数据前面的M0 /2个符号复制到 数据后端；参数0为实数；
[0022] 步骤S、对复制后的信号进行频域成型；
[0023] 步骤四、将频域成型后的频域数据经过-1阶的WFRFT变换IDFT变换到时域，在时 域进行加CP和加窗的操作，并发射至信道；
[0024] 它的信号接收方法；
[00巧]步骤五、从信道接收发射端发射的信号，对信号进行去窗和去CP处理；
[0026] 步骤六、对去CP的信号经N点的加权分数傅里叶变换频域，并在频域进行去复制 操作，获得去复制的频域数据；
[0027] 步骤走、将步骤六获得的去复制的频域数据进行频域解映射，获得频域数据符 号；
[0028] 步骤八、将步骤走获得的频域数据符号进行M点a阶加权分数傅里叶变换到分数 域，获得长度为M的QPSK调制信号X=狂i，X2…Xm)，并输出。
[0029] 步骤S中，对复制后的信号进行频域成型采用W参数0的平方根升余弦函数实 现，该函数的频域表达式为：
【主权项】
1. 基于混合载波系统的峰均功率比和带外功率的联合抑制的信号发射和接收方法，其 特征是： 它的信号发射方法： 步骤一、在分数域，将长度为M的QPSK调制信号X = (X1, X2~Xm)经过-Ct阶的加权 分数傅里叶变换到频域，并在频域对变换后信号进行频域映射，获得频域数据符号，α为正 数； 步骤二、将步骤一获得的频域数据符号进行复制，具体为： 将数据后面的M β /2个数据复制到数据前端，把数据前面的M β /2个符号复制到数据 后端；参数β为实数； 步骤三、对复制后的信号进行频域成型； 步骤四、将频域成型后的频域数据经过-1阶的WFRFT变换IDFT变换到时域，在时域进 行加 CP和加窗的操作，并发射至信道； 它的信号接收方法： 步骤五、从信道接收发射端发射的信号，对信号进行去窗和去CP处理； 步骤六、对去CP的信号经N点的加权分数傅里叶变换频域，并在频域进行去复制操作， 获得去复制的频域数据； 步骤七、将步骤六获得的去复制的频域数据进行频域解映射，获得频域数据符号； 步骤八、将步骤七获得的频域数据符号进行M点α阶加权分数傅里叶变换到分数域， 获得长度为M的QPSK调制信号X = (XdX^Xm),并输出。
2. 根据权利要求1所述的、基于混合载波系统的峰均功率比和带外功率的联合抑制的 信号发射和接收方法，其特征在于步骤三中，对复制后的信号进行频域成型采用以参数β 的平方根升余弦函数实现，该函数的频域表达式为：
)
3. 根据权利要求1所述的基于混合载波系统的峰均功率比和带外功率的联合抑制的 信号发射和接收方法，其特征在于步骤四中，在时域进行加窗的操作采用参数为γ的升余 弦滚降窗实现： 所述参数γ的升余弦滚降窗的表达式为：
式中：ts为时间周期。
【专利摘要】基于混合载波系统的峰均功率比和带外功率的联合抑制的信号发射和接收方法，涉及通信领域，本发明是为了实现基于混合载波系统的峰均功率比和带外干扰的联合抑制。本发明的要点：1、在基于4-WFRFT的混合载波无线通信系统中，利用时域加窗和频域成型的这种时频域联合的技术手段来同时抑制峰均比和带外功率。2、在时域进行一种不影响误码率的加窗方式；3、混合载波体制下，时频域联合的分析峰均比和带外功率的方法。本发明适用于基于4-WFRFT的混合载波无线通信系统的发射端和接收端。
【IPC分类】H04L27-26
【公开号】CN104836772
【申请号】CN201510295649
【发明人】梅林 , 王震铎, 王晓鲁, 沙学军, 张乃通
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年6月2日