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CN107070601A - 基于子载波索引调制的匹配交织器降低papr的方法 - Google Patents

基于子载波索引调制的匹配交织器降低papr的方法 Download PDF

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CN107070601A
CN107070601A CN201710254222.XA CN201710254222A CN107070601A CN 107070601 A CN107070601 A CN 107070601A CN 201710254222 A CN201710254222 A CN 201710254222A CN 107070601 A CN107070601 A CN 107070601A
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CN
China
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interleaver
sub
papr
interleaving
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肖悦
李志明
王金福
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University of Electronic Science and Technology of China
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University of Electronic Science and Technology of China
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Abstract

本发明属于通信抗干扰技术领域，具体的说是涉及一种基于子载波索引调制的匹配交织器降低PAPR的方法。针对传统的降PAPR方法，如部分传输序列法(PTS)，需要传递额外的信息给收端，本发明提供了一种交织器选择的方式来降低PAPR，在信号的发送端，根据待发送的信号，通过交织器选择判断逻辑，从所给的交织器范围中选择一种能让该信号的PAPR最小的交织器进行交织处理，在接收端，通过匹配交织器来恢复信号，从而降低了PAPR的性能，而不用传递额外信息。

Description

基于子载波索引调制的匹配交织器降低PAPR的方法
技术领域
本发明属于通信抗干扰技术领域，具体的说是涉及一种基于子载波索引调制的匹配交织器降低PAPR的方法。
背景技术
本发明涉及子载波索引调制(Subcarrier Index Modultaion,SIM)，交织分割(interleaved)，信道均衡(Channel equalization)等技术。匹配交织器技术是一种自适应选择交织器的技术。它的实现并不着眼于降低信号幅度的最大值，而是降低高峰值出现的概率。该技术的基本原理是：将OFDM系统中输入信号经过子载波索引调制后，然后通过交织器，从所给的交织器范围中选择一种能让该信号的PAPR最小的交织器进行交织处理。传统的降PAPR方法，如部分传输序列法(PTS)，需要传递额外的信息给接收端，因此其效果并不理想。
发明内容
本发明的目的在于，基于传统的交织处理过程带来的优势，提出了一种基于子载波索引调制的匹配交织器降低PAPR的方法，从而有效地在不传输交织器信息的情况下，一定程度地降低系统PAPR。
子载波索引调制(Subcarrier Index Modultaion,SIM)，基本思想是利用索引信息选择一部分子载波传送数据，对于一个有N个子载波的系统，所有的子载波被划分成了G个子块，每个子块有L＝N/G个子载波。每个子块可以表示为：Yg＝[Yg,0,Yg,1,...,Yg,L-1]T，g＝0,1,2…G-1.从而发送信号可以写成：
在SIM-OFDM中，子块Yg是信息调制的基本单元，可以表示为：
Yg＝[0,...0,Ag,0,0,...0,Ag,1,0,...0,...Ag,K-1,0,...0]T
信道均衡(Channel equalization)，为了提高衰落信道中的通信系统的传输性能而采取的一种抗衰落方式，对信道或整个传输系统特性进行补偿。在接受端进行逆交织前进行信道均衡处理。
本发明的技术方案是：一种基于子载波索引调制的匹配交织器降低PAPR的方法，用于OFDM索引调制系统，假设OFDM索引调制系统有N个子载波，其特征在于，包括以下步骤：如图1所示，
步骤1：进行SIM符号调制。对于一个有N个子载波的系统，所有的子载波被划分成了G个子块，每个子块有L＝N/G个子载波。每个子块可以表示为：
Yg＝[Yg,0,Yg,1,...,Yg,L-1]T，g＝0,1,2…G-1.
在SIM-OFDM中，子块Yg是信息调制的基本单元,可以表示为：
Yg＝[0,...0,Ag,0,0,...0,Ag,1,0,...0,...Ag,K-1,0,...0]T
步骤2：从交织器集合中选取一个交织器进行交织处理
交织器集合是发送方和接收方都知道的标准集合，从中选择一个交织器对经过SIM调制的符号进行符号交织。交织处理后，每个子模块的有效数据索引位置就会发生变化。
步骤3：判断是否是对该信号在此交织器集合中最小PAPR的产生的交织器
将经过交织器中的符号，经过IFFT处理，然后计算交织器集合中每个交织器对应下的PAPR值的大小，从中选择最小的PAPR值，将该PAPR值所对应的交织器用来作为交织处理过程中所用的交织器。
步骤4：用选择的能产生最小PAPR值的交织器进行交织处理
步骤5：如图2所示，在接收端的解交织过程中，因为交织器集合是发送方和接收方都知道的标准集合，所以，在经过信道均衡过后，就根据一定的判定标准，对这交织器集合中的每一个交织器都进行一次解交织处理，选择符合标准的交织器，然后通过选择的这个交织器进行解交织过程，
这一定的判定标准是根据解交织过后，与索引调制模式的相似度来判断。
本发明提供了一种提供交织器选择的方式来降低PAPR，在信号的发送端，根据每次产生的信息，通过交织器选择判断逻辑，从所给的交织器范围中选择一种能让该信号的PAPR最小的交织器进行交织处理。
本发明的有益效果为，相对于传统技术，本发明的方法在不传递额外信息的条件下，能有效降低PAPR。
附图说明
图1是基于子载波索引调制的匹配交织器降低PAPR的发送端系统框图；
图2是基于子载波索引调制的匹配交织器降低PAPR的接收端系统框图；
图3是实施例1的PAPR性能对比示意图；
图4是实施例2的PAPR性能对比示意图；
图5是实施例3的PAPR性能对比示意图；
图6是实施例4的PAPR性能对比示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，详细描述本发明的技术方案：
实施例1
本例中，进行了100万次仿真，调制方式为QPSK调制，索引调制方式为4个子载波为一个子模块，每个子模块一个有效数据，子载波个数为256，交织深度16。
步骤1：根据调制方式以及子载波索引调制方式计算出所需比特数。
步骤2：SIM调制模块在256个子载波上进行。
步骤3：对调制过后的符号进行交织处理，这里的交织处理是用交织集合里面所有的交织器来交织处理符号，交织深度为16。
步骤4：将交织处理过后的符号进行IFFT处理，然后计算每种交织器对应下的PAPR值，选择PAPR值最小对应的交织器，来进行交织处理。
步骤5：将通过匹配交织器满足最小PAPR处理方式得到的结果与传统的不作处理的结果进行对比。
根据图3可得，在子载波数为256，调制方式为4个子载波为一个子模块，每个子模块一个有效数据，交织深度16的条件下做的匹配交织器的处理。
实施例2
本例中，进行了100万次仿真，调制方式为QPSK调制，索引调制方式为8个子载波为一个子模块，每个子模块一个有效数据，子载波个数为256，交织深度16。
步骤1：根据调制方式以及子载波索引调制方式计算出所需比特数。
步骤2：SIM调制模块在256个子载波上进行。
步骤3：对调制过后的符号进行交织处理，这里的交织处理是用交织集合里面所有的交织器来交织处理符号，交织深度为16。
步骤4：将交织处理过后的符号进行IFFT处理，然后计算每种交织器对应下的PAPR值，选择PAPR值最小对应的交织器，来进行交织处理。
步骤5：将通过匹配交织器满足最小PAPR处理方式得到的结果与传统的不作处理的结果进行对比。
根据图4可得，在子载波数为256，调制方式为8个子载波为一个子模块，每个子模块一个有效数据，交织深度16的条件下做的匹配交织器的处理，相比于传统的不作处理的结果进行对比，能明显的降低PAPR值。
实施例3
本例中，进行了100万次仿真，调制方式为QPSK调制，索引调制方式为8个子载波为一个子模块，每个子模块一个有效数据，子载波个数为1024，交织深度16。
步骤1：根据调制方式以及子载波索引调制方式计算出所需比特数。
步骤2：SIM调制模块在1024个子载波上进行。
步骤3：对调制过后的符号进行交织处理，这里的交织处理是用交织集合里面所有的交织器来交织处理符号，交织深度为16。
步骤4：将交织处理过后的符号进行IFFT处理，然后计算每种交织器对应下的PAPR值，选择PAPR值最小对应的交织器，来进行交织处理。
步骤5：将通过匹配交织器满足最小PAPR处理方式得到的结果与传统的不作处理的结果进行对比。
根据图5可得，在子载波数为1024，调制方式为8个子载波为一个子模块，每个子模块一个有效数据，交织深度16的条件下做的匹配交织器的处理，相比于传统的不作处理的结果进行对比，能明显的降低PAPR值。
实施例4
本例中，进行了100万次仿真，调制方式为QPSK调制，索引调制方式为8个子载波为一个子模块，每个子模块一个有效数据，子载波个数为256，交织深度8。
步骤1：根据调制方式以及子载波索引调制方式计算出所需比特数。
步骤2：SIM调制模块在256个子载波上进行。
步骤3：对调制过后的符号进行交织处理，这里的交织处理是用交织集合里面所有的交织器来交织处理符号，交织深度为8。
步骤4：将交织处理过后的符号进行IFFT处理，然后计算每种交织器对应下的PAPR值，选择PAPR值最小对应的交织器，来进行交织处理。
步骤5：将通过匹配交织器满足最小PAPR处理方式得到的结果与传统的不作处理的结果进行对比。
根据图6可得，在子载波数为256，调制方式为8个子载波为一个子模块，每个子模块一个有效数据，交织深度8的条件下做的匹配交织器的处理，相比于传统的不作处理的结果进行对比，能明显的降低PAPR值。

Claims (1)

1.基于子载波索引调制的匹配交织器降低PAPR的方法，该方法用于OFDM索引调制系统，设OFDM索引调制系统有N个子载波，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：进行SIM符号调制：
将N个子载波划分为G个子块，每个子块有L＝N/G个子载波，每个子块表示为：
Yg＝[Yg,0,Yg,1,...,Yg,L-1]T，g＝0,1,2…G-1；
在SIM-OFDM中，子块Yg是信息调制的基本单元，表示为：
Yg＝[0,...0,Ag,0,0,...0,Ag,1,0,...0,...Ag,K-1,0,...0]T；
步骤2：从交织器集合中选取每一个交织器进行交织处理：
交织器集合是发送方和接收方都知道的标准集合，从中选择一个交织器对经过SIM调制的符号进行符号交织；交织处理后，每个子模块的有效数据索引位置就会发生变化；
步骤3：从交织器集合中选择使信号有最小PAPR的交织器：
将经过交织器中的符号，经过IFFT处理，然后计算交织器集合中每个交织器对应下的PAPR值的大小，从中选择最小的PAPR值，将该PAPR值所对应的交织器用来作为交织处理过程中所用的交织器；
步骤4：用选择的能产生最小PAPR值的交织器进行交织处理；
步骤5：接收端进行解交织：
对交织器集合中的每一个交织器都进行一次解交织处理，选择与索引调制模式的相似度最高的交织器，然后通过选择的这个交织器进行最终解交织过程。
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