Ofdma多址接入系統(tǒng)的papr抑制方案的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明以探求OFDMA多址接入系統(tǒng)PAPR抑制技術(shù)為背景，提出了一種應(yīng)用于OFDMA系統(tǒng)的低復(fù)雜度降PAPR方案。其主要思想是：首先利用交織分割后各子塊之間的關(guān)聯(lián)性，消除非獨(dú)立相位因子向量，減少備選信號(hào)的個(gè)數(shù)；然后利用相位加權(quán)序列之間的關(guān)系，簡(jiǎn)化了產(chǎn)生備選信號(hào)的計(jì)算量；最后再引入迭代的思想，無(wú)需遍歷備選信號(hào)的PAPR找出次優(yōu)輔助相位因子，雖犧牲了0.2dB的PAPR性能，但大大降低了計(jì)算量。因此，本發(fā)明減小了系統(tǒng)運(yùn)算的復(fù)雜度，降低了系統(tǒng)的PAPR，對(duì)進(jìn)一步優(yōu)化OFDMA系統(tǒng)具有實(shí)際指導(dǎo)意義。
【專(zhuān)利說(shuō)明】OFDMA多址接入系統(tǒng)的PAPR抑制方案
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種OFDMA多址接入系統(tǒng)的PAPR抑制方案，針對(duì)基于3GPP TS36.212標(biāo)準(zhǔn)下的OFDMA系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了適用于該系統(tǒng)的降PAPR方案，在低計(jì)算復(fù)雜度的情況下，降低了系統(tǒng)的峰均比，對(duì)進(jìn)一步優(yōu)化OFDMA系統(tǒng)具有實(shí)際指導(dǎo)意義。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來(lái)，在新一代寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)中，OFDM技術(shù)逐步取代單載波擴(kuò)頻技術(shù)而成為主流的基本發(fā)送技術(shù)。較早采用OFDM技術(shù)的包括數(shù)字音頻廣播(DAB)和數(shù)字視頻廣播(DVB)。隨后，寬帶無(wú)線接入系統(tǒng) IEEE802.llg/a、802.16d/e、802.20 也以 0FDM/0FDMA為基礎(chǔ)，甚至近距離通信IEEE802.15.3a超寬帶技術(shù)的兩個(gè)備選方案之一也采用了多頻帶OFDM。3GPP TS36.212標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定了將OFDMA方案作為L(zhǎng)TE下行多址接入技術(shù)。OFDMA多址接入系統(tǒng)具有如下技術(shù)優(yōu)勢(shì):①頻譜效率高。由于FFT處理使各子載波可以部分重疊，理論上頻譜效率可以接近Nyquist極限。以O(shè)FDM為基礎(chǔ)的OFDMA可以實(shí)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)各用戶(hù)之間的正交性，從而有效地避免用戶(hù)間干擾。這使得OFDM系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)很高的小區(qū)容量；②帶寬擴(kuò)展性強(qiáng)。由于OFDM系統(tǒng)的信號(hào)帶寬取決于使用的子載波數(shù)量，因此OFDM系統(tǒng)具有很好的帶寬擴(kuò)展性。小到幾百赫茲，大到幾百兆赫茲，都比較容易實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)FT尺寸帶來(lái)的系統(tǒng)復(fù)雜度增加相對(duì)并不明顯抗多徑衰落。由于OFDM將帶寬傳輸轉(zhuǎn)化為很多子載波上的窄帶傳輸，每個(gè)子載波上的信道可以看做水平衰落信號(hào)，加上循環(huán)前綴的插入，可以采用簡(jiǎn)單的單抽頭頻域均衡糾正信道扭曲，從而大大降低接收機(jī)均衡器的復(fù)雜度；④頻譜調(diào)度和自適應(yīng)。OFDMA系統(tǒng)除了可以進(jìn)行時(shí)域調(diào)度外，還可以通過(guò)頻域調(diào)度選擇較優(yōu)的子信道(用戶(hù))進(jìn)行傳輸，從而獲得多用戶(hù)分集增益。同時(shí)OFDMA系統(tǒng)可以在不同頻帶采用不同的調(diào)制編碼方式，以更好地適應(yīng)信道的頻率選擇性。⑤實(shí)現(xiàn)MIMO技術(shù)較簡(jiǎn)單。當(dāng)然，OFDMA存在一些內(nèi)在的局限和設(shè)計(jì)中必須注意的問(wèn)題，其中尤其突出的是高PAPR問(wèn)題。當(dāng)獨(dú)立調(diào)制的很多子載波連貫在一起使用時(shí)，OFDM符號(hào)就有非常高的峰均比(PAPR)高PAPR會(huì)增加模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換的復(fù)雜度，降低RF功率放大器的功率，增加發(fā)射機(jī)功放的成本和耗電量
坐坐寸寸ο
[0003]3GPP標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一種應(yīng)用于LTE系統(tǒng)的OFDMA多址接入系統(tǒng)，其系統(tǒng)簡(jiǎn)略框圖如圖1所示，該系統(tǒng)的信道帶寬為1.4MHz，傳輸速率可高達(dá)1.34Mbps。系統(tǒng)具體參數(shù)如表1.[0004]表1.0FDMA系統(tǒng)仿真參數(shù)
[0005]
系統(tǒng)帶寬|l.4MHz
一個(gè)數(shù)據(jù)塊包含SC-FDMA數(shù)據(jù)的數(shù) 6 IFFT 長(zhǎng)度128
【權(quán)利要求】
1.一種OFDMA多址接入系統(tǒng)的PAPR抑制方案，其特征在于:該方案包括以下步驟: a.分割階段，先將長(zhǎng)度為N的信號(hào)分割為V個(gè)子塊，在每個(gè)子塊中，僅僅有NN個(gè)位置存在信號(hào)點(diǎn)，而其它位置用O填充。然后每個(gè)子塊進(jìn)行N點(diǎn)的IFFT變換； b.每個(gè)子塊乘以相位因子向量B=IiB1,B2,...Bm,..., Bv],這里的相位因子Bm屬于相位因子集Φ￥ e [0,2 ] ο各子塊相加生成備選信號(hào)； c.遍歷各備選信號(hào)進(jìn)行PAPR比較，選取PAPR較少的序列進(jìn)行傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種OFDMA多址接入系統(tǒng)的PAPR抑制方案，其特征在于:步驟a中主要有三種分割方法:相鄰分割、交織分割和隨機(jī)分割。各分割方法的降PAPR效果如圖2.本方案采取交織分割方法，由于其有信號(hào)間等距的特點(diǎn)，通過(guò)Cooley-Tukey FFT算法，可以將4 * N點(diǎn)的IFFT計(jì)算降低到N點(diǎn)的IFFT計(jì)算量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種OFDMA多址接入系統(tǒng)的PAPR抑制方案，其特征在于:步驟b所述的生成備選信號(hào)。首先在相位因子向量方面，針對(duì)交織分割的特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)相位因子向量并不是完全獨(dú)立的，即不同的相位因子有可能產(chǎn)生同樣的備選信號(hào)，所以去除這些非獨(dú)立的備選信號(hào)，并不影響系統(tǒng)降PAPR性能，而且大大降低了系統(tǒng)的計(jì)算復(fù)雜度。獨(dú)立相位因子向量為:B=[1，1，B2,.., BV_J，大大降低了備選信號(hào)個(gè)數(shù)。然后，在生成備選信號(hào)方面，本方案利用相位加權(quán)序列之間的關(guān)系，簡(jiǎn)化了產(chǎn)生部分候選序列的運(yùn)算過(guò)程，同時(shí)也無(wú)損PAPR性能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種OFDMA多址接入系統(tǒng)的PAPR抑制方案，其特征在于:步驟c中遍歷備選信號(hào)選取最小PAPR的一組進(jìn)行傳輸，計(jì)算量還是偏大，故本方案引入了迭代的思想，以犧牲0.2dB的降 PAPR性能換取了計(jì)算復(fù)雜度的提升。傳統(tǒng)方法(C-1P-PTS)和本方案(LCC-1P-PTS，迭代LCC-1P-PTS)降PAPR曲線對(duì)比圖如圖3，計(jì)算量對(duì)比如表2 (其中K為相位因子取值個(gè)數(shù)): 表2.傳統(tǒng)方案與本方案復(fù)數(shù)運(yùn)算對(duì)比 IrII備選信號(hào)個(gè)數(shù) I復(fù)數(shù)加法量I復(fù)數(shù)乘法數(shù)量 Κ=4 傳統(tǒng)方法64128 * 512~128 * 512 K=4LCC-1P-PTS16128 * 25 128 * 32 K=4 迭代 LCC-1P-PTS16128 * 25 128 * 12
【文檔編號(hào)】H04L27/26GK103763235SQ201410020022
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】吳虹, 田旭生, 陳樂(lè) , 趙迎新 申請(qǐng)人:南開(kāi)大學(xué)