PDF《一种降低电力线正交频分复用系统峰均比的方法》

文献[

2 0 ] 的方法无需传 送任何边带信息, 接收端只需根据星座点位置判决 发送数据, 也使传输效率得到提高, 但此方法只适合 相位因子数为4的情况, 且峰均比的降低程度较传 统部分传输序列没有改善.本文提出一种环形圆映 射方法降低电力线 O F DM 系统峰均比, 在提高数据 传输速率的同时, 不增加发射功率且对相位因子数 无限制, 能达到更有效降低电力线 O F DM 系统峰均 比的目的.

1 O F DM 系统的峰均比 在OFDM 系统中, 假如一个数据块包括 N 个 符号, X=[ X( 0) , X( 1) , …, X( N -1) ] , 每个符号 由一个载波调制, 一个 O F DM 信号可由相互独立且 彼此正交的子载波叠加得到.设相邻子载波的间隔 Δ f=1 / T, 其中T 为一个 O F DM 信号的持续时间, 则OFDM 信号可以表示为: x( t) =

1 N ∑ N-

1 k=0 X( k) e j

2 π k Δ f t (

1 ) ―

6 6 ― 第38卷第10期2014年5月25日Vol.38No.10May2 5,

2 0

1 4 式中: X( k) 为第k 个子载波上的数据符号. x( t) 的数字形式为: x[ n] =

1 N ∑ N-

1 k=0 X( k) e j

2 π n k N (

2 ) 式中: n=0, 1, …, N-1. O F DM 系统的峰均比定义为: RP A P R=1

0 l g m a x 0≤n≤N-1 { | x[ n] |

2 } E{ | x[ n] |

2 } (

3 ) 式中: E{ ・} 为求平均函数. 峰均比的分布常用互补累积分布函数( C C D F) 描述, 即OFDM 系统的峰均比超过门限值RP A P R 0的 概率, 可定义为[ 6] : P r ( RP A P R>RP A P R 0) =1-( 1-e -RP A P R

0 ) N (

4 ) M 个候选信号的峰均比超过门限值的概率为: ( P r ( RP A P R>RP A P R 0) ) M =[ 1-( 1-e -RP A P R

0 ) N ] M (

5 ) 由此可见, 随着候选信号的增多, 峰均比超过门 限值的概率会降低.

2 传统选择性映射( C - S LM) 在C-SLM 方法中, 将原始数据序列 X 与M个相互独 立的相位序列Pt = [ Pt ( 0) , Pt ( 1) , …, Pt ( N-1 ) ] ( 1≤t≤M ) 进行点乘, 其中Pt ( 0) , Pt (

1 ) , …, Pt ( N-1 ) ∈{ 1, -1, j, - j} , 得到 M 个 相互独立的发送序列Xt ( 1≤ t≤M ) , 即Xt =[ Xt (

0 ) , Xt (

1 ) , …, Xt ( N-1 ) ] =X?Pt = [ X(

0 ) Pt (

0 ) , X(

1 ) Pt (

1 ) , …, X( N-1 ) Pt ( N-1 ) ] (

6 ) 式(

6 ) 中?表示两个矢量点乘, 通常第1个相位 序列P1 取全1序列. M 个候选信号序列x t ( 1≤ t≤M ) 可以表示为: x t =F-1 ( Xt ) =F-1 ( X?Pt ) (

7 ) 式中: F-1 ( ・) 为快速傅里叶逆变换( I F F T) 函数. 在M个候选信号中, 选择一个具有最小峰均比 的x t* 的信号进行传输, 为了接收端能正确解调, 需 传边带信息.C - S LM 方法框图如图1所示. 图1 C - S LM 方法框图 F i g .

1 B l o c kd i a g r a mo fC - S LM m e t h o d

3 本文改进方法 本文改进的S LM 方法首先将输入数据映射到 环形圆上, 映射后数据X 经串并转换后分割成两个 互不相交的子块序列X1 和X2, X1+X2=X.本文 采用相邻分割的方法, 可以表示为: X1= X(

0 ) , …, X N

2 -1 ? è ? ? ? ÷ , 0, …,

0 é ? ê ê ù ? ú ú T (

8 ) X2= 0, …, 0, X N

2 ? è ? ? ? ÷ , …, X( N-1 ) é ? ê ê ù ? ú ú T (

9 ) 每一个 子块分别独立地与 M1 个相位序列 点乘, 经I F F T 产生时域信号xm

1 和xm

2 , 1≤m ≤M1, 并对xm

1 分别进行 N/ 4, N/ 2,

3 N/ 4点循环移位产 生更多的时域子块信号, 之后两个子块重新组合为 候选信号, 从中选具有最小峰均比的信号序列进行 传输, 方法框图如图2所示. 图2 改进S LM 方法框图 F i g .

2 B l o c kd i a g r a mo f i m p r o v e dS LM m e t h o d 改进S LM 方法具体步骤如下.