基于限幅噪声比预留子载波的宽带ofdm信号峰均比抑制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种基于限幅噪声比预留子载波的宽带 正交频分复用OFDM信号峰均比抑制方法。
【背景技术】
[0002] 由于正交频分复用OFDM符号的各个子载波相互正交，当子载波个数较多时，可用 快速傅里叶逆变换和变换（IFFT/FFT)来实现各个子信道的正交调制和解调。与单载波调 制技术相比，OFDM调制抗频率选择性信道衰落能力强；此外，由于OFDM符号利用循环前缀 结构作为符号间保护间隔，因此可以显著减小符号间干扰。由于这些优点，OFDM技术已被广 泛应用于各类宽带无线通信系统。但是，OFDM调制的主要缺点是其传输信号具有高的峰均 比PAPR特性。当信号峰均比过高时，要求发射机功率放大器具有更大的线性动态范围，但 是，强线性功率放大器造价昂贵，难以满足实际应用需求。如果功率放大器的线性度较差， OFDM信号子载波间的正交性会遭到破坏，产生载波间ICI干扰，最终导致OFDM系统传输性 能恶化。
[0003] 为了降低OFDM信号峰均比，学术界与工业界已提出了众多解决方法，例如预留子 载波TR算法。现有预留子载波TR算法的主要思路是：发送端首先保留少量不承载数据的 子载波作为预留子载波，然后利用这些预留子载波产生用于抑制峰均比的消峰信号，代入 不同的频域信息选择最佳的时域消峰信号，再将其叠加至原始时域信号，使得组合的时域 信号的峰均比值最小。而在接收端，通过滤除消峰信号来恢复出原始的有用信号。由于时 域消峰信号在OFDM发送端易于产生，在接收端也易于直接滤除消峰信号，且收发机之间不 需要传送额外的边带信息，因此，预留子载波TR算法受到了广泛的关注。Tellado Mourelo J 在论文 "Peak to average power reduction for multicarrier modulation，'中首次提 出了基于限幅噪声比的预留子载波算法，其基本原理是：通过对时域限幅噪声信号范数的 平方求关于频域消峰信号的梯度，再令其梯度为零以得到时域消峰信号；随后，时域消峰信 号乘以步长参数，再加上原始OFDM时域信号，得到新的时域OFDM发送信号。但是，目前大 多数预留子载波方法中的步长参数是一个固定值，并不能依据实际信号情况，自适应地调 整信号的峰均比PAPR、误码率BER、以及带外功率谱性能；其次，现有预留子载波方法在迭 代处理过程中仅取时域消峰信号的一个采样点参与运算，因而导致其优化迭代次数多且收 敛速度较慢，不适宜于具有高数据吞吐量的现代无线通信系统；此外，预留子载波方法的目 标是找到合适的时域消峰信号，使最终输出的OFDM信号有最小的峰均比值，但是，在确定 合适的时域消峰信号过程中往往涉及凸函数的优化问题，导致优化运算复杂度极高，造成 其在实际通信系统中的应用成本难以承受。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种基于限幅噪声比预留子载波的宽带OFDM信号峰均比 抑制方法，旨在解决现有预留子载波方法峰均比抑制综合性能低下的问题。
[0005] 本发明是这样实现的，一种基于限幅噪声比预留子载波的宽带OFDM信号峰均比 抑制方法，该基于限幅噪声比预留子载波的宽带OFDM信号峰均比抑制方法包括：利用最小 平方估计预留子载波算法得到放大系数变量，用以代替限幅噪声比预留子载波算法的放大 倍数常量，实时自适应调整每次迭代过程中的放大倍数，在迭代过程中，能够自适应改变放 大倍数值；
[0006] 具体包括以下步骤：
[0007] 步骤一，将OFDM调制信号经过采样得到原始OFDM信号；
[0008] 步骤二，设置迭代参数初始值；
[0009] 步骤四，搜索幅值大于限幅门限的采样点，找到最大幅值的位置；
[0010] 步骤五，用最小平方估计处理求出放大倍数；
[0011] 步骤六，更新OFDM时域信号以得到传输信号，并计算传输信号的峰均比；
[0012] 步骤七，根据迭代参数判断迭代是否结束，结束，即获得满足系统峰均比PAPR要 求的传输信号，否则继续迭代。
[0013] 进一步，该基于限幅噪声比预留子载波的宽带OFDM信号峰均比抑制方法具体步 骤如下：
[0014] 步骤一，对输入信号进行正交幅度调制和串并变换后，随机选择L个预留子载波 的位置，对L个预留子载波的位置分配0和其他N-L个数据子载波的位置分配正交幅度调 制得到的频域有效数据信息，得到N点频域信号其中，N表示OFDM调制包含的子载波个 数，L表示OFDM调制包含的预留子载波个数，r = 0, 1，…，N-I ;
[0015] 步骤二，对信号尤，进行上采样得到原始OFDM频域信号Xk，其中，k = 0, 1， J表示上采样因子，JN表示上采样后OFDM系统包含的子载波个数；然后将信号Xk进行IFFT 变换得到原始OFDM时域信号Xn，其中，η = 0, 1，…，JN-I ;
[0016] 步骤三，设置初始值：
[0017] 令迭代次数m = 1，并根据系统要求的峰均比PAPR及系统误码率BER设置最大迭 代次数M、限幅门限A、预留子载波个数L，开始进行迭代，设置M = 4、A = 2 X E {I Xn I }，η = 〇, 1，…，JN-I ;
[0018] 步骤四，计算限幅前的信号Xn的幅值，并将该幅值与A比较：
[0019] 步骤五，用最小平方估计预留子载波算法求出放大倍数μ ;
[0020] 步骤六，得到一个新的OFDM时域信号九：
[0021]
【主权项】
1. 一种基于限幅噪声比预留子载波的宽带正交频分复用OFDM信号峰均比抑制方法， 其特征在于，该基于限幅噪声比预留子载波的宽带OFDM信号峰均比抑制方法包括：利用最 小平方估计预留子载波算法得到放大系数变量，用以代替限幅噪声比预留子载波算法的放 大倍数常量，实时自适应调整每次迭代过程中的放大倍数，在迭代过程中，能够自适应改变 放大倍数值；具体步骤如下： 步骤一，对输入信号进行正交幅度调制和串并变换后，随机选择L个预留子载波的位 置，对L个预留子载波的位置分配0和其他N-L个数据子载波的位置分配正交幅度调制得 到的频域有效数据