專(zhuān)利名稱：降低apsk星座圖調(diào)制papr的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字信息傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種正交頻分復(fù)用OFDM通信系統(tǒng)中降低峰均比PAPR的問(wèn)題。
背景技術(shù)：
在數(shù)字信號(hào)傳輸中，多載波調(diào)制天然地具有很好的抗多徑干擾和頻率選擇性衰落的能力。多載波調(diào)制的基本思想是，將串行高速(寬帶)數(shù)據(jù)信息能過(guò)串并轉(zhuǎn)換，分成N組并行低速的數(shù)據(jù)流，N組并行的數(shù)據(jù)分別用N個(gè)相互正交的載波(稱為子載波)來(lái)進(jìn)行調(diào)制，在時(shí)域上疊加后并行傳輸。多載波調(diào)制使每路并行信 號(hào)的頻帶寬度是原來(lái)串行數(shù)據(jù)信號(hào)頻帶寬度的1/N，可以更容易滿足小于信道的相干帶寬的條件，能有效減小頻率選擇性衰落的影響。當(dāng)前在無(wú)線傳輸中應(yīng)用最廣的多載波調(diào)制方法是正交頻分復(fù)用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing, OFDM)技術(shù)。OFDM的基本調(diào)制方法框圖如圖I。在OFDM技術(shù)中，將輸入的信號(hào)通過(guò)串并轉(zhuǎn)換模塊，在N個(gè)并行的子信道上并分別進(jìn)行調(diào)制，其中每個(gè)子信道占據(jù)頻帶的不同位置的相等的帶寬，這樣使得每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的持續(xù)時(shí)間擴(kuò)大為原始數(shù)據(jù)符號(hào)周期的N倍，因此避免多徑效應(yīng)所要求的信道時(shí)延也降低了 N倍。在實(shí)際運(yùn)用中，通常采用的是將離散傅里葉變換(Discrete Fourier Transform, DFT)或快速傅里葉變換(Fast Fourier Transform, FFT)應(yīng)用到OFDM的方法，如圖2所示。對(duì)于多載波調(diào)制，OFDM符號(hào)是由多個(gè)獨(dú)立調(diào)制的子載波信號(hào)疊加而成的，當(dāng)各個(gè)子載波相位相同或者相近時(shí)，OFDM時(shí)域信號(hào)在某些時(shí)刻受到相位的影響出現(xiàn)極大值，從而產(chǎn)生較大的瞬時(shí)功率，進(jìn)而產(chǎn)生較高的峰均功率比PAPR。連續(xù)時(shí)間信號(hào)的峰值平均功率比(Peak to Average Power Ratio, PAPR)定義為
max |.v(/)|2^ 、.
7^1 lx(/)l"dl對(duì)于數(shù)字離散系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)PAPR時(shí)一般連續(xù)時(shí)間信號(hào)按符號(hào)周期L倍過(guò)采樣，得到時(shí)域離散信號(hào)X= [X(l，Xl，-,XnlJt0 PAPR定義為
max Lr, I"凡仍 =J
￡ |jxs—I高的PAPR是多載波調(diào)制的一大缺點(diǎn)。高的PAPR意味著電路中可能出現(xiàn)更高的瞬時(shí)電壓、電流，這也要求各個(gè)硬件模塊必須有很大的線性范圍，或者必須有較大的功率。這增大硬件設(shè)計(jì)的要求，和能量的消耗。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
本發(fā)明的目的是提供一種在APSK調(diào)制中通過(guò)星座圖選擇性擴(kuò)展來(lái)降低PAPR的方法。(二)技術(shù)方案為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種降低APSK星座圖調(diào)制的PAPR的方法，其特征在于，包括以下步驟SI、時(shí)域限幅將每個(gè)OFDM符號(hào)的頻域星座點(diǎn)信號(hào)X，經(jīng)過(guò)IFFT變換、升采樣、使用參數(shù)Vclip限幅、降采樣以及FFT變換得到更新的頻域星座點(diǎn)X。，進(jìn)一步將X。使用星座圖擴(kuò)展系數(shù)G進(jìn)行擴(kuò)大頻域點(diǎn)移動(dòng)得到X'。，其中X' C=X+G * (Xc-X)；S2、頻域限制擴(kuò)展范圍將上述頻域星座點(diǎn)信號(hào)V c根據(jù)參數(shù)L限制星座點(diǎn)的擴(kuò)展范圍，得到X" c
權(quán)利要求
1.一種降低APSK星座圖調(diào)制的PAPR的方法，其特征在于，包括以下步驟 51、時(shí)域限幅將每個(gè)OFDM符號(hào)的頻域星座點(diǎn)信號(hào)X，經(jīng)過(guò)IFFT變換、升采樣、使用參數(shù)Vcdip限幅、降采樣以及FFT變換得到更新的頻域星座點(diǎn)X。，進(jìn)一步將X。使用星座圖擴(kuò)展系數(shù)G進(jìn)行擴(kuò)大頻域點(diǎn)移動(dòng)得到X'。，其中X' C=X+G * (Xc-X)； 52、頻域限制擴(kuò)展范圍將上述頻域星座點(diǎn)信號(hào)Vc根據(jù)參數(shù)L限制星座點(diǎn)的擴(kuò)展范圍，得到X" c
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于 選擇性擴(kuò)展根據(jù)參數(shù)P按照如下方式進(jìn)行 531、對(duì)于最外層星座點(diǎn)，落在擴(kuò)展區(qū)域之外的星座點(diǎn)
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于 所選參數(shù)供為星座圖圓心到最外層星座點(diǎn)連線的延長(zhǎng)線為角平分線所對(duì)應(yīng)的張角，即9 = ^fMoutcr ,其中Mtjute是APSK最外層星座點(diǎn)的個(gè)數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于 所述選擇性擴(kuò)展中APSK星座圖星座點(diǎn)的擴(kuò)展可行區(qū)域如下以最外層星座點(diǎn)為端點(diǎn)、張角為P的兩條指向圓外的射線圍成的區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1 4之一所述的方法,其特征在于 所述的參數(shù)G，Vclip, L，由星座圖模式和OFDM模式?jīng)Q定，其中G為公式V C=X+G(Xc-X)中星座圖擴(kuò)展系數(shù)，將削峰后的星座點(diǎn)的位置移動(dòng)放大G倍，Vcdip為限幅閾值，L表示擴(kuò)展后的星座點(diǎn)的幅度不超過(guò)L。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于 G的取值范圍為0 31。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于 Vclip的取值范圍為0 13dB。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于當(dāng)取星座圖的平均功率為I時(shí)，L的取值范圍為I 5。
9.如權(quán)利要求廣4之一所述的方法，其特征在于所述APSK調(diào)制為64APSK、256APSK或1024APSK星座圖映射。
10.如權(quán)利要求廣4之一所述的方法，其特征在于所述OFDM符號(hào)的子載波數(shù)為1K、2K、4K、8K、16K或32Κ。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種OFDM調(diào)制中APSK星座圖映射下的降低峰值平均功率比(PAPR)的方法。本方法主要通過(guò)在時(shí)域上限制信號(hào)的幅度，將時(shí)域信號(hào)變回到頻域星座點(diǎn)上時(shí)，僅對(duì)APSK最外層的星座點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展且僅保留那些向外擴(kuò)展的頻域星座點(diǎn)，將這個(gè)“時(shí)域限幅-頻域選擇擴(kuò)展”的過(guò)程迭代多次，以此減小峰值信號(hào)出現(xiàn)的概率，從而達(dá)到降低OFDM信號(hào)的PAPR的目的。本算法設(shè)計(jì)了APSK星座圖映射下的擴(kuò)展區(qū)域和擴(kuò)展規(guī)則，保證在APSK調(diào)制下誤碼性能不致惡化。本發(fā)明可以運(yùn)用于APSK星座圖映射的OFDM系統(tǒng)，能起到很好的降低PAPR的效果。
文檔編號(hào)H04L27/26GK102769595SQ201210246439
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月16日
發(fā)明者張彧, 楊知行, 潘長(zhǎng)勇, 王軍, 王勁濤, 羅子威 申請(qǐng)人:北京數(shù)字電視國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室有限公司, 清華大學(xué)