一种降低FBMC-OQAM峰均值比的PTS双层搜索方法技术

本发明专利技术请求保护一种降低FBMC‑OQAM系统峰均值比的算法，涉及无线通信系统。该算法在传统PTS进行子序列化分的基础之上对已划分的子序列再次进行分组，形成双层的子序列划分结构，为实现快速搜索本文进行分层搜索。首先，对FBMC‑OQAM每个数据块按照与PTS相同的方法分为V个子序列，并对这V个子序列进行分组，共分成D组，每组V/D个子序列；其次，在搜索时针对不同的层次进行分层查找，对于底层算法目的是降低该数据块的PAPR，对于顶层算法目的是处理相邻数据块的相互影响，从而降低FBMC‑OQAM整体信号的PAPR。由于采用了分层搜索方式，在每一层内的搜索序列长度均较小，在一定程度上降低了搜索次数，且不会引起信号畸变。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信领域，尤其涉及滤波器组多载波技术中的降低峰均值比的技术。
技术介绍
随着第五代移动通信(5G)的技术研究是业界高度关注课题，而5G的多址与复用方案设计正在深入开展。尽管正交频分复用(OFDM)技术已经被很多无线标准采用，但是由于OFDM具有很强的带外辐射，并且对载波的频谱偏移十分敏感，因此，OFDM不再适合5G的发展需要。基于OFDM的改进，目前已经提出了滤波器组多载波(FBMC)、通用滤波器多载波(UFMC)等有效的多址与复用技术。FBMC是一种多载波技术，通过具有较小的旁瓣的滤波器缓解了载波频率偏移对OFDM传输的影响，与OQAM(正交幅度调制)结合可使频谱带外泄露非常低，同时，由于未使用循环前缀，FBMC-OQAM的传输速率较高。然而，FBMC-OQAM在传输信号的过程中，其多个子信道叠加，会产生较大峰值，导致峰均值比(PAPR)较高。因此，降低FBMC-OQAM系统的PAPR是其应用的一个重要问题。自从OFDM系统提出来，其降低其峰均值比的问题一直都是研究的重点，在过去的一些年里面，已有很多优秀的降低PAPR的技术被提出[Rahmatallah Y,Mohan S.Peak-To-Average Power Ratio Reduction in OFDM Systems:A Survey And Taxonomy[J].IEEE Communications Surveys&Tutorials,2013,15(15):1567-1592.]，但对于FBMC—OQAM系统降低PAPR的方法还较少。设FBMC-OQAM含有N个子载波，经过OQAM调制、串并转换后，转化为数据矩阵X定义为X＝(X0,X1,...,XM-1)，其中，Xm表示第m个数据块，M表示数据块大小。FBMC-OQAM传输系统如图1所示。Xm定义为其中T定义为转置，为第m个数据块上，第k个载波上的数据。对于复信号，定义为其中分别表
示第m个数据块上，第k个载波上的数据的实部信号和虚部信号，且实部信号与虚部信号之间在时域上相差T/2，其中T是码元宽度。通过原型滤波器h(t)即可得到： x k m ( t ) = [ a k m h ( t - m T ) + jb k m h ( t - T 2 - m T ) ] e j π 2 k - - - ( 1 ) ]]>其次，和N个正交子载波正交调制之后得到： S k m ( t ) = [ a k m h ( t - m T ) + jb k m h ( t - T 2 - m T ) ] e j k ( 2 π T t + π 2 ) , k = 0 , 1 , ... , N - 1 - - - ( 2 ) ]]>然后，在N个子载波信号上叠加在一起得出FBMC-OQAM在第m个数据块上的信号Sm(t) S m ( t ) = Σ k = 0 N - 1 S k m ( t ) , m T ≤ t ≤ m T + T 2 + L - - - ( 3 ) ]]>其中L为原型滤波去h(t)的长度，显然Sm(t)的长度为最后，FBMC-OQAM将M个子数据块叠加在一起得出FBMC-OQAM的最终信号S(t) S ( t ) = Σ k = 0 M - 1 S m ( t ) , 0 ≤ t ≤ M T + L - T 2 - - - ( 4 ) ]]>结合公式(2)和(4)，则 S ( t ) = Σ m 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低FBMC‑OQAM峰均值比的PTS双层搜索算法，其特征在于，包括以下步骤：101、进行滤波器组多载波‑正交幅度调制系统FBMC‑OQAM的初始化步骤，采用PTS序列搜索算法获得的M个数据块，这些数据块是相互叠加的发送信号数据块，并将M个数据块进行双层分割，顶层分割成V组，底层的每组划分成D组，最后初始化旋转相位矢量为1；102、对每个数据块下的V个子序列划分成D组，每个组中含有E＝V/D个子序列，对这E个子序列采用PTS搜索算法，调整对应的旋转因子，使得每个数据块的峰均值比最小，此时得出调整完毕的旋转因子矩阵β，将这些旋转因子加权到信号上后得出103、对于顶层中，求出顶层旋转因子矩阵d，其中当第m个数据块为第m个数据块之前的数据块，经过顶层旋转因子加权之后的信号分别为得出双层搜索算法的旋转因子底层β顶层d，从而得出此时的求出此时系统的信号的峰值与信号的均值之比PAPR，完成PTS双层搜索。

【技术特征摘要】
1.一种降低FBMC-OQAM峰均值比的PTS双层搜索算法，其特征在于，包括以下步骤：101、进行滤波器组多载波-正交幅度调制系统FBMC-OQAM的初始化步骤，采用PTS序列搜索算法获得的M个数据块，这些数据块是相互叠加的发送信号数据块，并将M个数据块进行双层分割，顶层分割成V组，底层的每组划分成D组，最后初始化旋转相位矢量为1；102、对每个数据块下的V个子序列划分成D组，每个组中含有E＝V/D个子序列，对这E个子序列采用PTS搜索算法，调整对应的旋转因子，使得每个数据块的峰均值比最小，此时得出调整完毕的旋转因子矩阵β，将这些旋转因子加权到信号上后得出103、对于顶层中，求出顶层旋转因子矩阵d，其中当第m个数据块为第m个数据块之前的数据块，经过顶层旋转因子加权之后的信号分别为得出双层搜索算法的旋转因子底层β顶层d，从而得出此时的求出此时系统的信号的峰值与信号的均值之比PAPR，完成PTS双层搜索。2.根据权利要求1所述的一种降低FBMC-OQAM峰均值比的PTS双层搜索算法，其特征在于，所述求出顶层旋转因子矩阵d满足条件：使得表示顶层数据库分组的子序列，表示顶层加权旋转因子，表示经过顶层加权旋转因子后的修正信号。3.根据权利要求1所述的一种降低FBMC-OQAM峰均值比的PTS双层搜索算法，其特征在于，所述步骤101对M个数据块下每个数据块中的N个子载波以相邻分割的方式分割成V个子序列，每个子序列表示为然后将所有的旋转相位矢量赋值为1，即β＝(β0,β1,...,βM-1)初始化为V×M的元素全为1的矩阵。4.根据权利要求1或2或3所述的一种降低FBMC-OQAM峰均值比的PTS双层搜索算法，其特征在于，步骤102调整对应的旋转因子，使得每个数据块的峰均值比最小具体为：对第0个数据块下的第1个子序列组，对这E个子序列采用PTS搜索算法，修改β0中这V个元素中第1子序列组的值，即前E个元素，使得第0个数据块峰均值最小，然后依次对剩余的数据块下的每个子序列组对应的旋转因子调整，直到所有子序列组的旋转序列调整完毕；直至将M个数据块调整完毕，此时得出调整完毕的旋转因子矩阵β...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢显中，吴垒，张苗，姚鑫凌，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50