一種基于迭代平均處理的導(dǎo)頻設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及在子載波非連續(xù)可用的情況下，一種基于迭代平均處理的導(dǎo)頻設(shè)計方法。針對子載波非連續(xù)可用的情況下，基于迭代平均處理的思想，設(shè)計了適用于載波擴(kuò)展OFDM系統(tǒng)中的導(dǎo)頻符號，使用這種導(dǎo)頻符號，能有效地克服OFDM系統(tǒng)峰均功率比過高的問題，且能保證較優(yōu)異的誤比特性能。
【專利說明】一種基于迭代平均處理的導(dǎo)頻設(shè)計方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及在子載波非連續(xù)可用的情況下，一種基于迭代平均處理的導(dǎo)頻設(shè)計方法。

【背景技術(shù)】
[0002]認(rèn)知無線電技術(shù)最早是由Jos印h Mitola III博士于1999年提出，它的核心思想是通過頻譜感知獲得在當(dāng)前時間可用的頻譜，利用這些頻譜進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，從而從整體上大大提高了頻譜的利用率。
[0003]基于認(rèn)知無線電的思想,應(yīng)用到正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Divis1nMultiplexing, OFDM)系統(tǒng)中去,部分子載波將被主用戶占用，頻譜不再是連續(xù)可用的。根據(jù)這一特點(diǎn)，非連續(xù)OFDM(Non-Contiguous Orthogonal Frequency Divis1n Multiplexing,NC-0FDM)即通過未被占用的子信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而對被占用的子信道對應(yīng)的子載波置零，避免對主用戶的干擾。
[0004]作為多載波傳輸技術(shù)中的OFDM技術(shù)擁有頻譜利用率聞、實現(xiàn)簡單、易于與其它技術(shù)進(jìn)行結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)，因而廣受科研和工程領(lǐng)域的青睞，并作為4G的關(guān)鍵技術(shù)獲得廣泛推廣。但是OFDM技術(shù)也擁有自身的一些缺陷，其中過高的峰均功率比(Peak-to-AveragePower Rat1, PAPR)為制約OFDM系統(tǒng)工程應(yīng)用的主要問題之一。
[0005]OFDM系統(tǒng)的時域輸出表現(xiàn)為多個子載波信號的疊加，這樣勢必造成合成信號會產(chǎn)生很高的PAPR，這對發(fā)射機(jī)功放的線性度提出了很高的要求，增加了設(shè)備的精度要求。同時過高的功率還會造成很大的浪費(fèi)，與高能效要求的下一代通信系統(tǒng)背道而馳。
[0006]針對這一問題，很多學(xué)者進(jìn)行了研究，提出了各種降低OFDM系統(tǒng)PAPR的方法，其中，文獻(xiàn) I “High-throughput, high-performance OFDM via pseudo-orthogonal carrierinterferometry spreading codes(ff.D A, Nassar C R and Z.Wu.1EEE Transact1ns onCommunicat1ns, vol.51，iss.7，1123-1134，July 2003) ”提出了一種 C1-0FDM 傳輸技術(shù)，它利用一種正交的Cl碼，將每個并行單獨(dú)地在子載波上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)擴(kuò)展到所有子載波上進(jìn)行同時傳輸，使得調(diào)制的每個子載波時域波形的峰值均勻錯開，不再像OFDM時域波形一樣是由所有子載波的信號疊加而成，從而使子載波間在理論上的發(fā)送功率相同，從而降低了發(fā)送信號的PAPR。
[0007]文獻(xiàn)2 “載波干涉OFDM系統(tǒng)信號檢測技術(shù)研究(高培.成都:電子科技大學(xué)2011.) ”將C1-OFDM技術(shù)應(yīng)用到子載波非連續(xù)可用的情況下，設(shè)計了一種Cl碼添加方法，提出了不連續(xù)C1-OFDM系統(tǒng)。但這種方法只對數(shù)據(jù)子載波進(jìn)行Cl擴(kuò)展，由于主用戶導(dǎo)致的空閑子載波的存在，使得子載波的正交性受到了一定程度的破壞，導(dǎo)致PAPR抑制的幅度較小。
[0008]但是，文獻(xiàn)I和文獻(xiàn)2并沒有具體介紹在經(jīng)歷衰落信道后，如何針對NC1-OFDM系統(tǒng)的特點(diǎn)設(shè)計導(dǎo)頻方案并進(jìn)行實際信道估計。
[0009]文獻(xiàn)3 “載波干涉OFDM系統(tǒng)的辨析(雷俊.電子信息學(xué)報.2006, 28(8):1400-1402) ”，從數(shù)學(xué)角度可以證明C1-OFDM和單載波頻域均衡(SingleCarrier transmiss1n with Frequency Domain Equalizat1n, SC-FDE)系統(tǒng)其實是等同的，發(fā)送信號其實沒有明確的頻域概念，我們很難在頻域內(nèi)添加導(dǎo)頻，完成信道估計，并保證較低的PAPR，因此常用的梳狀導(dǎo)頻不適合應(yīng)用于C1-OFDM系統(tǒng)中。當(dāng)衰落信道變化較慢，大于一個或幾個OFDM符號時間時，我們可以采用塊狀導(dǎo)頻，即一個全是導(dǎo)頻的OFDM符號，進(jìn)行信道估計。
[0010]根據(jù)傅里葉變換的對稱性原理，C1-OFDM通過Cl擴(kuò)展實現(xiàn)了時域信號PAPR的降低，這就必然導(dǎo)致了頻域信號的PAPR升高，表現(xiàn)為各頻點(diǎn)的信號功率分配不均勻，有些頻點(diǎn)的信號能量會特別低，導(dǎo)頻采用Cl擴(kuò)展后也會發(fā)生這一現(xiàn)象，個別子載波上的導(dǎo)頻能量過低顯然會影響該頻點(diǎn)的信道估計性能，顯然頻域和時域信號功率分配的平均化構(gòu)成矛盾，如何在保證塊狀導(dǎo)頻的時域信號PAPR較低的前提下，盡量減少個別頻點(diǎn)導(dǎo)頻信號功率較低的情況發(fā)生成為一個難點(diǎn)，而這也直接影響到接收機(jī)信道估計的性能。
[0011]針對這種情況，本發(fā)明以文獻(xiàn)4 “TD-LTE-Advanced移動通信系統(tǒng)設(shè)計(王映民，孫韶輝.北京:人民郵電出版社，2012，80-87.) ”中LTE標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)頻符號為基本，提出了一種基于迭代平均處理的導(dǎo)頻設(shè)計方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明提出了一種基于迭代平均處理的導(dǎo)頻設(shè)計方法，通過迭代平均的方法進(jìn)行處理，使導(dǎo)頻符號在滿足較低的PAPR要求的前提下，在每個子載波上的幅度盡量平均化，從而獲得接近理想信道估計的性能。
[0013]一種基于迭代平均處理的導(dǎo)頻設(shè)計方法，包括如下步驟:
[0014]S1、獲取隨機(jī)LTE導(dǎo)頻:隨機(jī)獲得一組N-Nzero的LTE導(dǎo)頻，其中，N表示頻點(diǎn)總個數(shù)，Nzero表示被主用戶占用頻點(diǎn)個數(shù)，可用頻點(diǎn)為N-Nzmj個；
[0015]S2、對SI所述LTE導(dǎo)頻進(jìn)行Cl碼擴(kuò)展獲得一組N為的經(jīng)過Cl碼擴(kuò)展的導(dǎo)頻信號Xp ；
[0016]S3、對S2所述導(dǎo)頻信號Xp經(jīng)平均化處理，更新導(dǎo)頻信號Xp中的值；
[0017]S4、判斷發(fā)送導(dǎo)頻信號是否滿足PAPR要求，具體為:
[0018]S41、將S3中更新的導(dǎo)頻信號Xp以O(shè)FDM的方式發(fā)送，即通過IDFT處理、功率歸一化和添加循環(huán)前綴；
[0019]S42、測試S41所述發(fā)送的導(dǎo)頻信號的PAPR ；
[0020]S43、設(shè)置導(dǎo)頻信號PAPR門限η，若S42所述PARP < η，則返回S3，若S42所述PARP≥n，則轉(zhuǎn)入S5 ；
[0021]S5、獲取最終導(dǎo)頻信號Xfinal，進(jìn)行OFDM發(fā)送。
[0022]進(jìn)一步地，S3所述平均化處理具體如下:
[0023]S31、搜索S2所述導(dǎo)頻信號Xp中模值最大和最小的兩個頻點(diǎn)位置，即
i

【權(quán)利要求】
1.一種基于迭代平均處理的導(dǎo)頻設(shè)計方法，其特征在于，包括如下步驟: 51、獲取隨機(jī)LTE導(dǎo)頻:隨機(jī)獲得一組N-Nzera的LTE導(dǎo)頻，其中，N表示頻點(diǎn)總個數(shù)，Nzera表示被主用戶占用頻點(diǎn)個數(shù)，可用頻點(diǎn)為N-Nzmj個；52、對SI所述LTE導(dǎo)頻進(jìn)行Cl碼擴(kuò)展獲得一組N為的經(jīng)過Cl碼擴(kuò)展的導(dǎo)頻信號Xp； 53、對S2所述導(dǎo)頻信號Xp經(jīng)平均化處理，更新導(dǎo)頻信號Xp中的值； 54、判斷發(fā)送導(dǎo)頻信號是否滿足PAPR要求，具體為: 541、將S3中更新的導(dǎo)頻信號Xp以O(shè)FDM的方式發(fā)送，即通過IDFT處理、功率歸一化和添加循環(huán)前綴； 542、測試S41所述發(fā)送的導(dǎo)頻信號的PAPR； 543、設(shè)置導(dǎo)頻信號PAPR門限η，若S42所述PARP< η，則返回S3，若S42所述PARP≥n，則轉(zhuǎn)入S5 ； 55、獲取最終導(dǎo)頻信號Xfinal,進(jìn)行OFDM發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于迭代平均處理的導(dǎo)頻設(shè)計方法，其特征在于:S3所述平均化處理具體如下: 531、搜索S2所述導(dǎo)頻 信號Xp中模值最大和最小的兩個頻點(diǎn)位置，即
，其中，imax e [I, N], imin e [I, N]； 532、將S31所述模值最大和最小的兩個頻點(diǎn)位置所對應(yīng)的導(dǎo)頻信號進(jìn)行平均化處理
533、令
更新導(dǎo)頻信號Xp中的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于迭代平均處理的導(dǎo)頻設(shè)計方法，其特征在于:S4所述η = 6.5dB。
【文檔編號】H04L27/26GK104168246SQ201410425887
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】王軍, 趙陽, 陳亞丁, 李少謙 申請人:電子科技大學(xué)