本发明涉及抗干扰通信技术领域，特别涉及一种降低扩频ofdm信号峰值平均功率比的方法。
背景技术：
扩频通信技术是一种具有较强抗干扰性能的技术，正交频分复用(ofdm)是一种较高数据传输速率和频谱利用率，并能有效对抗频率选择性衰落的多载波调制技术，因而把这两种技术结合可以进一步提高系统的抗干扰和抗多径衰落性能。
ofdm技术将信道分成若干个正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰ici。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。
在ofdm基础上，利用扩频技术在多个子载波进行扩展频谱传输，可以进一步提高抗干扰性能，这样能够兼顾扩频技术和ofdm两种技术的优点。
但是扩频ofdm系统和ofdm系统一样，它的信号是也是经ifft运算之后所有的子载波相加，所以时域的发射信号会有很高的峰值，因此，与单载波系统相比，扩频ofdm系统有很高的峰值-平均功率比(peaktoaveragepowerratio，papr)。
信号的papr定义为信号的瞬时峰值功率和平均功率的比值：
在扩频ofdm系统中，高papr既降低了发射机功率放大器的效率，也降低了数模转换器(adc)和模数转换器(dac)的信号量化噪声比。所以它是扩频ofdm系统中最不利的因素之一。功率放大器的效率对于远距离抗干扰应用的军事通信来说非常关键。因此，扩频ofdm系统中的papr问题更加重要。
目前，降低扩频ofdm信号papr的方法很多，大体可以分成三大类：信号预畸变技术、编码类技术和概率类技术。这三种方法各有特色和着眼点，但每类方法都存在着缺陷。信号预畸变技术直接对信号的峰值进行非线性操作，它最直接，最简单，但会带来带内噪声和带外干扰，从而降低系统的误比特率性能和频谱效率。编码类技术利用编码将原来的信息码字映射到一个具有较好papr特性的传输码集上，从而避开了那些会出现信号峰值的码字。该类技术为线性过程，它不会使信号产生畸变。但是，编码类技术的技术复杂度非常高，编解码都比较麻烦。更重要的是，这类技术的信息速率降低得很快，因此只适用于子载波数比较少的情况。概率类技术不像编码类技术那样完全避开信号的峰值，而是着眼于努力降低信号峰值出现的概率。该类技术采用的方法也为线性过程，因此，它不会对信号产生畸变。这类技术能够很有效地降低信号的papr值，它的缺点在于计算复杂度太大。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种降低扩频ofdm系统中峰均比的实现方法，使用具有恒包络特性的cazac序列作为扩频序列，以n位循环移位实现对k位bit信息进行多进制扩频调制，并把循环移位后的cazac序列作为ofdm子载波输入，通过这种设计方式可以有效的降低papr，而且计算量小，系统复杂度低。
为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种降低扩频ofdm信号峰值平均功率比的方法，其特点是，包含：
在发射端和接收端均设置基于cazac序列的基准序列；
在所述的发射端上，将待发送数据分别以k位分组组合作为cazac序列的循环移位的位数，得到一系列不同循环移位的cazac序列，并将所述的cazac序列作为ofdm子载波相位数据进行映射，进行ifft运算后变为时域信号，再通过插值滤波操作，经由dac输出；
在接收端，通过载波同步模块、位同步模块后，得到cazac序列的循环移位序列数据，通过本地cazac序列与接收到的序列进行互相关运算，根据最大值位置确定cazac序列的循环移位数据，从而解调出对应的k位比特数据。
在发送端，所述的待发送数据由k位比特数据对应cazac序列的n个相位，n个相位循环移位形成n个正交振幅调制信号序列，序列的长度也为n，所述n个正交振幅调制信号序列作为k位比特数据的对应的扩频序列。
该方法还包含：
在发送端，通过每一组k位比特数据对应一组cazac扩频序列，并通过串并变换，在频域映射到对应的子载波上，再通过ifft将扩频ofdm符号变成待传输的时域信号流。
该方法还包含：
在接收端，通过互相关运算、频率同步模块、位同步模块功能模块找到接收到的扩频ofdm信号的帧同步头，根据帧同步头确定一系列扩频ofdm符号时域信号。
该方法还包含：
在接收端，将扩频ofdm时域信号经过fft变换，再经过信道估计和信道均衡算法处理后，变为正交振幅调制信号序列，然后与本地基准cazac序列进行共轭互相关运算，得到相关峰的位置，根据相关峰位置确定对应的循环移位的cazac序列，并映射为k位bit数据。
该方法还包含：
将待发送数据按k位比特进行分组后映射正交振幅调制信号。
该方法还包含：
在发射端上设有循环前缀模块，用于对扩频ofdm信号的增加循环前缀；
在接收端设有去循环前缀模块，用于去除发送端添加的循环前缀。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
在扩频ofdm系统中使用初始cazac序列作为基准序列，通过基准序列循环移位形成多进制扩频映射调制，作为ofdm子载波频域映射输入，经过ifft后进行传输，在接收端通过fft变换后，在频域与本地基准cazac序列进行相关运算，确定循环移位序列，解调恢复出多进制数据；相对于传统扩频技术，在同样带宽下提高了传输速率，并增强了抗多径衰落能力；相对于ofdm技术，由于采用cazac作为扩频序列，大大降低了papr，同时提高了抗干扰性能。
附图说明
图1为本发明一种降低扩频ofdm峰值平均功率比实现方法的流程图；
图2为本发明一种降低扩频ofdm峰值平均功率比实现方法的原理图；
图3为本发明中cazac序列cazac循环移位映射原理图。
图4a、4b是本发明中基于cazac序列的扩频ofdm时域波形图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图1所示，一种降低扩频ofdm信号峰值平均功率比的方法，包含：
在发射端和接收端均设置基于cazac序列的基准序列；
在所述的发射端上，将待发送数据分别以k位分组组合作为cazac序列的循环移位的位数，得到一系列不同循环移位的cazac序列，并将所述的cazac序列作为ofdm子载波相位数据进行映射，进行ifft运算后变为时域信号，再通过插值滤波操作，经由dac输出；
在接收端，通过载波同步模块、位同步模块后，得到cazac序列的循环移位序列数据，通过本地cazac序列与接收到的序列进行互相关运算，根据最大值位置确定cazac序列的循环移位数据，从而解调出对应的k位比特数据。
在发送端，所述的待发送数据由k位比特数据对应cazac序列的n个相位，n个相位循环移位形成n个正交振幅调制信号序列，序列的长度也为n，所述n个正交振幅调制信号序列作为k位比特数据的对应的扩频序列。
该方法还包含：
在发送端，通过每一组k位比特数据对应一组cazac扩频序列，并通过串并变换，在频域映射到对应的子载波上，再通过ifft将扩频ofdm符号变成待传输的时域信号流。
该方法还包含：
在接收端，通过互相关运算、频率同步模块、位同步模块功能模块找到接收到的扩频ofdm信号的帧同步头，根据帧同步头确定一系列扩频ofdm符号时域信号。
该方法还包含：
在接收端，将扩频ofdm时域信号经过fft变换，再经过信道估计和信道均衡算法处理后，变为正交振幅调制信号序列，然后与本地基准cazac序列进行共轭互相关运算，得到相关峰的位置，根据相关峰位置确定对应的循环移位的cazac序列，并映射为k位bit数据。
所述cazac序列为恒包络零自相关序列(constantamplitudezeroautocorrelationcazac)。任意cazac序列循环移位n位后，n不是cazac序列的周期的整倍数时，移位后的序列与原序列不相关，其互相关和部分相关值接近于0；cazac序列经过傅里叶正反变化后仍然是cazac序列；并且由cazac序列组成的信号，其峰值与其均值功率比很低。
该方法还包含：
通过bit映射模块将待发送数据按k位比特进行分组后映射正交振幅调制信号。
通过并串转换模块将并行的扩频ofdm符号变成待传输数据流；
通过同步模块通过自相关找到接收数据的ofdm帧头；
通过串并变换模块将数据序列变换成ofdm帧；
通过fft模块将解码后的数据由时域变换到频域；
通过信道均衡模块将fft模块处理后的数据经过信道均衡处理；
通过信号逆映射模块将正交振幅调制信号映射回bit序列。
该方法还包含：
在发射端上设有循环前缀模块，用于对扩频ofdm信号的增加循环前缀；
在接收端设有去循环前缀模块，用于去除发送端添加的循环前缀。
以下结合图2，对本实施例作进一步描述：
在发送端，将待发送数据分别以k位比特数据分组组合进行串并变换形成多比特十进制数据帧，根据该多进制数据值对cazac序列进行循环移位，从而得到循环移位后的cazac序列，把该序列作为扩频ofdm的子载波相位调制映射数据值，然后对该值进行ifft运算，变为时域信号，再通过插入保护间隔操作形成完整的扩频ofdm时域符号数据，接着通过添加同步序列和信道估计序列完成组帧工作，把完整的扩频ofdm数据帧送给数模转换dac输出；
所述cazac序列{ck}的定义如下：
其中，n为序列的长度，m与n互质，q为任意整数。
所述cazac序列的循环移位编码模块，首先要对k位扩频序列进行数据预处理，以产生k位原扩频码的n个循环移位码。假定一个n位扩频序列{a0，a1，a2，…，an-3，an-2，an-1}通过右循环移位处理可以得到的n种不同位排列次序的序列如下：
{a0，a1，a2，…，an-3，an-2，an-1}循环右移0次代表数据0；
{an-1，a0，a1，a2，…，an-3，an-2}循环右移1次代表数据1；
{an-2，an-1，a0，a1，a2，…，an-3}循环右移2次代表数据2；
……
{a1，a2，…，an-3，an-2，an-1，a0}循环右移n-1次代表数据n-1；
根据图2所示，在接收端，接收来自信道的数据经过adc采样后，首先经过定时和频率同步、信道估计运算，得到含有保护间隔的扩频ofdm信号的数据帧，依次经移除保护间隔、串并变换和fft变换等运算后，变为频域扩频ofdm信号，然后对频域扩频ofdm信号进行循环移位相关解扩，得到多进制数据，最后经并串变换解调出最终的比特数据流。
所述循环移位相关运算如图3所示，是对接收到的扩频ofdm信号也即是cazac序列的循环移位序列数据进行n点fft运算，得到其频域信号形式；通过本地cazac序列依次进行n点fft变换和共轭运算，该共轭运算结果与接收到的cazac循环移位序列的频域信号序列进行对应点相乘运算得到n点序列，对该n点序列做ifft运算得到n点循环移位相关运算序列结果，根据最大值所在n点序列中的位置vp，则cazac序列的循环移位的位数m＝vp-1，该m即为解调出的多进制数据，解调实例如图4a、4b所示。
综上所述，本发明一种降低扩频ofdm系统中峰均比的实现方法，使用具有恒包络特性的cazac序列作为扩频序列，以n位循环移位实现对k位bit信息进行多进制扩频调制，并把循环移位后的cazac序列作为ofdm子载波输入，通过这种设计方式可以有效的降低papr，而且计算量小，系统复杂度低。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。