專利名稱：一種多路橢圓球面波脈沖信號(hào)的峰均功率比抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信信號(hào)的峰均功率比抑制方法，尤其涉及一種橢圓球面波函數(shù)((Prolate Spheroidal Wave Function, PSWF))脈沖信號(hào)的峰均功率比抑制方法。
背景技術(shù)：
在專利“非正弦時(shí)域正交調(diào)制方法”(見(jiàn)專利:王紅星，趙志勇，劉錫國(guó)，毛忠陽(yáng)，張磊，舒根春，非正弦時(shí)域正交調(diào)制方法，授權(quán)號(hào):ZL200810159238.3)中，充分利用PSWF脈沖的高能量聚集性和正交性來(lái)傳輸信息，可以較快地提高系統(tǒng)的頻帶利用率。然而，該方法使用多路并行PSWF脈沖加載信息，其輸出信號(hào)是多路脈沖信號(hào)的疊加，與單路傳輸系統(tǒng)相t匕，存在著峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)過(guò)高的問(wèn)題。不同調(diào)制路數(shù)時(shí)，PSWF調(diào)制信號(hào)的PAPR見(jiàn)

圖1。當(dāng)大幅值信號(hào)進(jìn)入發(fā)射端功率放大器飽和區(qū)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的頻譜擴(kuò)展和帶外失真，導(dǎo)致系統(tǒng)性能惡化。另一方面，對(duì)于PSWF脈沖本身而言，隨著脈沖階數(shù)和時(shí)間帶寬積的增大，其PAPR也急劇升高。不同脈沖階數(shù)和時(shí)間帶寬積情況下，PSffF信號(hào)的PAPR分別如圖2和圖3所示。因此，有必要針對(duì)PSWF脈沖調(diào)制信號(hào)的特性，尋找一種有效的峰均功率比抑制方法。目前，針對(duì)調(diào)制信號(hào)PAPR抑制方法的研究，主要是針對(duì)OFDM系統(tǒng)。選擇性映射和部分發(fā)送序列方法是OFDM系統(tǒng)中兩種行之有效的PAPR抑制方法。然而，這兩種方法均建立在快速傅里葉變換的基礎(chǔ)上，難以應(yīng)用于PSWF調(diào)制信號(hào)。剪波法和壓擴(kuò)變換法通過(guò)對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行預(yù)畸變處理，來(lái)達(dá)到抑制PAPR的目的。在非正弦時(shí)域正交調(diào)制方法中，主要利用PSWF脈沖組的正交性來(lái)傳輸信息，對(duì)波形進(jìn)行畸變處理會(huì)嚴(yán)重破壞其正交性，從而導(dǎo)致系統(tǒng)誤碼率(Bit Error Ratio, BER)性能的惡化。對(duì)于多路PSWF調(diào)制信號(hào)的PAPR抑制問(wèn)題，目前未見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明從PSWF脈沖組的互相關(guān)矩陣入手，提出了一種基于Givens變換的PAPR抑制方法，在保證系統(tǒng)BER性能和調(diào)制信號(hào)帶內(nèi)能量集中度的同時(shí)，有效抑制了其調(diào)制信號(hào)的 PAPR。在非正弦時(shí)域正交調(diào)制方法中，為了有效提高系統(tǒng)頻帶利用率，采用頻譜交疊的PSWF脈沖傳輸信息。由于頻譜交疊的PSWF脈沖并非正交，因此需要對(duì)所有子頻帶的脈沖進(jìn)行正交化處理。該過(guò)程可表示為:
Nψ[( ) = Ya PikWk (O(I)
k=\其正交化系數(shù)矩陣P應(yīng)滿足:PCPt = E(2)其中，C為該脈沖組的互相關(guān)矩陣:
權(quán)利要求
1.一種多路橢圓球面波函數(shù)脈沖調(diào)制信號(hào)的峰均功率比抑制方法，首先將各個(gè)PSWF脈沖離散化，并構(gòu)成PSWF脈沖矩陣，對(duì)PSWF離散脈沖組進(jìn)行正交化，計(jì)算初始正交橢圓球面波脈沖組的峰均功率比，利用Givens變換在PSWF脈沖序號(hào)的兩兩組合(i，j)所決定的所有子平面上，對(duì)其進(jìn)行角度Θ e
的旋轉(zhuǎn)變換，如果變換后橢圓球面波脈沖組的峰均功率比低于變換前脈沖組的最小值，則更新該值為最小值，并記錄此時(shí)的Givens旋轉(zhuǎn)矩陣和脈沖波形，繼續(xù)下一次變換；否則，直接進(jìn)行下一次變換；當(dāng)所有子平面上的任意角度均搜索完畢后，取記錄的PAPR最小的脈沖波形即為最終橢圓球面波脈沖波形。
2.如權(quán)利要求1所述的多路橢圓球面波脈沖調(diào)制信號(hào)的峰均功率比抑制方法，橢圓球面波脈沖組的正交化過(guò)程為，首先計(jì)算離散脈沖組的互相關(guān)矩陣，求解前N個(gè)最大特征值(N為脈沖數(shù)目)所對(duì)應(yīng)的矩陣特征向量，利用這N個(gè)特征向量分別對(duì)原脈沖組進(jìn)行加權(quán)求和，得到的新脈 沖組即為正交脈沖組。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多路PSWF調(diào)制信號(hào)的PAPR抑制方法，該方法首先對(duì)PSWF脈沖組進(jìn)行正交化，在此基礎(chǔ)上，在脈沖的所有兩兩組合所決定的子平面上，利用Givens旋轉(zhuǎn)矩陣G(i，j，θ)，對(duì)PSWF脈沖組進(jìn)行任意角度θ的旋轉(zhuǎn)變換，搜索PAPR最小的PSWF脈沖組。該方法可在保證脈沖組的帶內(nèi)能量聚集性和系統(tǒng)誤碼率性能的前提下，有效降低PSWF脈沖組的PAPR，附圖給出了使用該方法前后，調(diào)制信號(hào)PAPR的CCDF。
文檔編號(hào)H04L27/26GK103236999SQ20131013404
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月4日
發(fā)明者王紅星, 陳昭男, 趙志勇, 劉錫國(guó) 申請(qǐng)人:王紅星