專利名稱：降低正交頻分復用符號的峰值平均功率比的方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及正交頻分復用技術領域，尤其涉及一種降低正交頻分復用符 號的峰值平均功率比的方法及系統。
背景技術：
正交步貞分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,, OFDM) 是一種多載波傳輸技術。OFDM在無線傳輸領域的應用越-來越廣泛，是一種 在軍用寬帶數據鏈、WLAN (無線局域網)、4G (第四代移動通信技術)、 CMMB (中國移動多媒體廣播)等寬帶通信系統中極具潛力的傳輸技術。 OFDM具有很好的抗窄帶和多徑干擾的能力，并可通過獨立調整子載波的調 制方式和參數來改變傳輸率及接收信噪比(SNR)門卩艮。因此，OFDM能極 大地提高通信設備的數據傳輸效率和抗干擾性能，滿足大量話音、數據和圖 像等信息的傳輸需求。
OFDM用一組相互正交的載波來調制數據，各個子載波上調制的信息相 互獨立，在整個帶內的頻域選擇性衰落相對于某個子信道而言可以看成是平 衰落，但OFDM的這些子載波在時域上疊加時，會相互抵消或產生很大的 峰值，即峰值平均功率比(PAPR)較高，峰值平均功率比簡稱峰平比。 過高峰平比的信號通過非線性放大器時會引起削波，導致嚴重的失真與信號 譜畸變，從而造成誤碼上升甚至無法正常解調。特別是隨著子載波數量和子 載波上的調制電平數的增加，PAPR過高的問題會更嚴重。
目前，對峰平比高的問題已提出一些解決方法，比如，在時域上有信號 失真技術、編碼技術以及相位優化技術等。在頻域上有加窗方法，但是，已 有窗函數會使時域上每個OFDM符號的開頭和結尾的幅度不規則地降低， 而在接收端，需要采用OFDM符號的開頭和結尾這兩部分判定信號起始位 置，因此，OFDM符號的開頭和結尾的幅度不規則地降低，將會影響整個信號序列的判斷，降低接收質量。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種降低正交頻分復用符號的峰值平 均功率比的方法及系統，實現降低峰平比，保證信號良好的頻域和時域特性， 優化信號發射特性，提高系統性能。
為解決上述技術問題，本發明的 一種降低正交頻分復用符號的峰值平均
功率比的方法，包括
對完成快速傅里葉逆變換IFFI得到的正交頻分復用OFDM符號的一部 分采用標準窗函數進行窗處理，對OFDM符號的另一部分采用矩形窗函數 進行窗處理。
進一步地，OFDM符號的采用標準窗函數進行窗處理的一部分為[Ng, (Nffi-Ng)]， OFDM符號的采用矩形窗函數進行窗處理的部分為[O, Ng]和 [(Nffl-Ng) , Nffi],其中，Nffl為IFFT或快速傅里葉變換FFT的點數，Ng 為or ,0《"1 。
進一步地，矩形窗函數為"，0Sf^7Vg 7Vg^/〈^V,。
進一步地，采用標準窗函數進行窗處理的過程包括
對OFDM符號中，在[Ng， (Nffi-Ng)]之間的每一路串行信號，根據每一 路串行信號各自對應的窗函數系數，分別乘以對應的標準窗函數。
進一步地，采用矩形窗函數進行窗處理的過程包括
對OFDM符號中，在[O, Ng]和[(NfR-Ng) , Nm]之間的每一路串行信號， 分別乘以矩形窗函數。
進一步地， 一種降低正交頻分復用符號的峰值平均功率比的系統，包括 加窗器，其中
加窗器，用于對完成IFFI得到的OFDM符號的一部分采用標準窗函數
進行窗處理，對OFDM符號的另一部分采用矩形窗函數進行窗處理。
進一步地，加窗器對OFDM符號的采用標準窗函數進行窗處理的一部 分為[Ng, (Nffi-Ng)], OFDM符號的采用矩形窗函數進行窗處理的部分為[O，
5Ng〗和[(Nfft-Ng) , N份],其中，Nffi為IFFT或快速傅里葉變換FFT的點數，
Ng為《7V#i, 0 、 " 1 。。
進一步地，加窗器采用的矩形窗函數為"，0SfSA^
進一步地，加窗器釆用標準窗函數進行窗處理的過程包括
對OFDM符號中，在[Ng， (Nffi-Ng)]之間的每一路串行信號，根據每一 路串行信號各自對應的窗函數系數，分別乘以對應的標準窗函數。
進一步地，加窗器采用矩形窗函數進行窗處理的過程包括
對OFDM符號中，在[O， Ng]和[(Nffi-Ng) , Nffi]之間的每一路串行信號， 分別乘以矩形窗函數。
綜上所述，本發明通過在發送端采用頻域加窗的方法，降低OFDM符 號的峰平比，通過對窗函數進行改進，使OFDM發送信號的峰平比降低， 達到更加理想的頻域特性，發射機功耗也可以大幅減小，本發明只涉及發射 機的改動，而對于接收機則無任何改動，因此，實現簡單，易于操作，成本 比較低。
圖1為本發明系統的架構圖； 圖2為本發明方法的流程圖； 圖3為本發明窗處理過程的示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
進行說明。
圖1為調制OFDM符號的系統，在發射端二進制碼經過編碼，交織， QAM(正交幅度調制)映射，導頻插入，然后進行串/并處理以準備進行IFFT (快速傅里葉逆變換)變換，對經過IFFT變換的并行信號，進行加窗處理， 再處理成串行信號，接著進行數模轉換，將基帶信號調制到中頻上，再二次 調制到射頻上進行發射。考慮到OFDM符號由頻率間隔為乂ub的iV個子載波構成，即信道帶寬5 被分成iV個等距離的子信道。每個子載波由復符號仏獨立調制，由iV點的 IFFT實現正交子載波的調制。OFDM符號可以表示為
OFDM符號的功率譜密度為
4/) = (7>。2》》(7>。(/ —"A/)] ( 2 )
由(2)式可知，OFDM符號帶外的功率譜密度下降比較慢，也就是說， 帶外噪聲功率比較大。為了使帶外的功率譜密度下降得更快，需要對OFDM 符號采用加窗(windowing)技術，進行加窗處理。對每個OFDM符號進行 加窗處理，可以使OFDM符號周期邊緣的幅度值逐漸過渡到零，窗函數包 括矩形窗函數、hamming窗函數、harming窗函數和kaiser窗函凄t等，上 述窗函數均能達到使OFDM符號周期邊緣的幅度值逐漸過渡到零的目的。
IEEE 802.11a協議中建議使用矩形窗，但采用矩形窗時，發送信號的頻 譜在截止頻帶上擁有較高的能量。目前，使用較多的窗函數是升余弦窗函數
(標準窗函數)，升余弦窗函數能夠降低帶外能量，其定義如下 0.5 + 0.5 cosO + M /("7^))，0 S / S纖
w(/) = ji.o，/ r""n (3) 0.5 + 0.5 cos(o - ro;r /(":n))工《"(i + / )r5
(3)式表示的標準窗函數會令OFDM符號受到一定程度的破壞，以致
影響接收機的性能。
為了減小可能對接收機造成的不利影響，考慮在一個OFDM符號的[Ng, (Nffi-Ng)]部分采用標準窗函數，在[O, NJ和[(Nffi-Ng) , Nffl]部分采用矩形
窗函數。其中，Nffl為IFFT或FFT的點數，Ng為保護段的點數，選 FFT (快速傅里葉
函數定義如下
(快速傅里葉變換)或IFFT的點數的a倍，即aiV爐，0《"S1。改進后的窗
w(O， A^〈,〈7V裕一7N^
s s (4)
a， 0S/S7Vg朋J 7V,-7Vg^〈7V,仿真結果表明改進后的窗函數，即式(4),能較好地降低帶外頻譜，
并起到平滑符號突變的作用，而且由于它對符號
和[Nffi， Nffl-NJ段 的影響是相同的，因此，將減小可能對接收機性能造成的不利影響。
圖2所示為本發明降低OFDM符號的峰平比的方法，包括
201:對完成編碼，交織，QAM映射、導頻插入和串/并變換的二進制 信號，進行IFFT變換；
202:完成IFFT變換后，采用式(4 )的窗函數對OFDM符號的一部分 采用標準窗函數進行窗處理，對OFDM符號的另一部分采用矩形窗函數進 行窗處理進行窗處理；
如圖3所示，進行窗處理的過程為對進行IFFT變換后的每一組并行 信號，分別乘以并行信號對應的不同系數的窗函數，每一組并行信號中包含 多路串行信號，每一路串行信號對應一個窗函數系數，根據窗函數系數可得 到窗函數，如，窗函數系數為1,則窗函數為w ew(l)。對OFDM符號中在 [Ng, (Nfft-Ng)]之間的每一路串行信號，根據每一路串行信號對應的窗函數系 數，分別乘以對應的標準窗函數。對OFDM符號中，在[O， Ng]和[(Nffi-Ng), Nffi]之間的每一路串行信號，分別乘以矩形窗函數。
203:將完成窗處理的OFDM符號轉換為串行信號，并進行數;漠轉換和 中頻調制，再二次調制到射頻上進行發射。
請再次參照圖1,本發明的降低正交頻分復用信號的峰值平均功率比的 系統，包括編碼器、交織器、QAM映射器、導頻插入器、串/并變換器、 IFFT轉換器、加窗器、并/串變換器、數/模變換器、中頻調制器和射頻發射 器，其中
所述加窗器，用于對完成IFFI得到的OFDM符號的一部分采用標準窗 函數進行窗處理，對OFDM符號的另一部分采用矩形窗函數進行窗處理。 對OFDM符號的采用標準窗函數進行窗處理的一部分為[Ng, (Nffl-Ng)], OFDM符號的采用矩形窗函數進行窗處理的部分為[O, Ng]和[(Nffl-Ng), Nffi]，其中，Nffl為IFFT或FFT的點數，所述Ng為"iV辨，0、《^1。加窗器
8采用的矩形窗函數為《， 0S^^A^awd 7V,—7Vg《f〈7V,。加窗器采用
標準窗函數進行窗處理的過程包括對OFDM符號中，在[Ng, (Nffl-Ng)]之 間的每一路串行信號，根據每一路串行信號各自對應的窗函數系數，分別乘 以對應的標準窗函數。加窗器采用矩形窗函數進行窗處理的過程包括對 OFDM符號中，在[O, Ng]和[(Nffl-Ng) , Nm]之間的每一路串行信號，分別 乘以所述矩形窗函數。
系統中其它部分的功能，請參照相關參考文獻。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本 領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和 原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護 范圍之內。
權利要求
1、一種降低正交頻分復用符號的峰值平均功率比的方法，包括對完成快速傅里葉逆變換IFFI得到的正交頻分復用OFDM符號的一部分采用標準窗函數進行窗處理，對所述OFDM符號的另一部分采用矩形窗函數進行窗處理。
2、 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述OFDM符號的采用標準窗函數進行窗處理的一部分為[Ng, (NfR-Ng)]，所述OFDM符號的采用矩形窗函數進行窗處理的部分為[O, Ng] 和[(Nffl-Ng), Nffi],其中，所述Nfft為IFFT或快速傅里葉變換FFT的點數， 所述Ng為aW併，0 、 " 1 。
3、 如權利要求2所述的方法，其特征在于， 所述矩形窗函數為a，0S/《A^ A^Sf〈A^,。
4、 如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用標準窗函數進行 窗處理的過程包括對所述OFDM符號中，在[Ng, (Nffi-Ng)]之間的每一路串行信號，根據 每一路串行信號各自對應的窗函數系數，分別乘以對應的標準窗函數。
5、 如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用矩形窗函數進行 窗處理的過程包括對所述OFDM符號中，在[O, Ng]和[(Nffi-Ng) , N仿]之間的每一路串行 信號，分別乘以所述矩形窗函數。
6、 一種降低正交頻分復用符號的峰值平均功率比的系統，包括加窗 器，其中所述加窗器，用于對完成IFFI得到的OFDM符號的一部分采用標準窗 函數進行窗處理，對所述OFDM符號的另一部分采用矩形窗函數進行窗處 理。
7、 如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述加窗器對所述OFDM符號的采用標準窗函數進行窗處理的一部分 為[Ng, (Nffl-Ng)],所述OFDM符號的采用矩形窗函數進行窗處理的部分為
，其中，所述Nffl為IFFT或快速傅里葉變換FFT 的點數，所述Ng易"A^， 0《"1。。
8、 如權利要求7所述的系統，其特征在于，所述力口窗器采用的矩形窗函凄t為"，0SfSA^
9、 如權利要求8所述的系統，其特征在于，所述加窗器采用標準窗函 數進行窗處理的過程包括對所述OFDM符號中，在[Ng, (NfR-Ng)]之間的每一路串行信號，根據 每一路串行信號各自對應的窗函數系數，分別乘以對應的標準窗函數。
10、 如權利要求8所述的系統，其特征在于，所述加窗器采用矩形窗函 數進行窗處理的過程包括對所述OFDM符號中，在[O, Ng]和[(Nffi-Ng) , Nffi]之間的每一路串行 信號，分別乘以所述矩形窗函數。
全文摘要
本發明公開了一種降低正交頻分復用符號的峰值平均功率比的方法，包括對完成快速傅里葉逆變換IFFI得到的正交頻分復用OFDM符號的一部分采用標準窗函數進行窗處理，對OFDM符號的另一部分采用矩形窗函數進行窗處理。本發明通過在發送端采用頻域加窗的方法，降低OFDM符號的峰平比，通過對窗函數進行改進，使OFDM發送信號的峰平比降低，達到更加理想的頻域特性，發射機功耗也可以大幅減小，本發明只涉及發射機的改動，而對于接收機則無任何改動，因此，實現簡單，易于操作，成本比較低。
文檔編號H04L27/26GK101631103SQ20091016159
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月6日 優先權日2009年8月6日
發明者晨 陳 申請人:中興通訊股份有限公司