基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法及其发射系统

摘要

本发明公开了一种基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法及其发射系统，利用二进制随机序列发生器模块产生二进制序列，并分别利用映射A模块和映射B模块将二进制序列映射为基带频域信号序列SA和基带频域信号序列SB；将基带频域信号序列SA和SB分别进行分块处理，得到分块处理后的序列XA和XB；将分块处理后得到的XA和XB进行多次块交织，得到若干个不同的序列Ai和Bj；对若干个不同的序列Ai和Bj分别进行IFFT变换，得到多个不同的候选信号ai和bj，即第一部分候选信号；将第一部分候选信号中的多个不同的候选信号ai和bj进行相加和幅度加权处理，得到多个新的候选信号，即第二部分候选信号；从全部的候选信号中，选择PAPR值最小的候选信号进行传输。

权利要求

1.一种基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法，其特征是，包括以下步骤：利用二进制随机序列发生器模块产生二进制序列，并分别利用映射A模块和映射B模块将二进制序列映射为基带频域信号序列SA和基带频域信号序列SB；

将基带频域信号序列SA和基带频域信号序列SB分别进行分块处理，得到分块处理后的序列XA和序列XB；

将分块处理后得到的序列XA和序列XB进行多次块交织，得到若干个不同的序列Ai和序列Bj；

对若干个不同的序列Ai和序列Bj分别进行快速傅里叶反变换IFFT，得到多个不同的候选信号ai和候选信号bj，即第一部分候选信号；

将第一部分候选信号中的候选信号ai和候选信号bj进行相加和幅度加权处理，得到多个新的候选信号，即第二部分候选信号；

从全部的候选信号中，选择PAPR值最小的候选信号进行传输；所述PAPR为峰均功率比。

2.根据权利要求1所述的基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法，其特征是，所述利用二进制随机序列发生器模块产生二进制序列，包括：确定OFDM系统和优化方法的相关参数，相关参数包括子载波数N、BPSK映射方式、分块数W及相位加权因子集合；

根据子载波数N和所采用的BPSK映射方式，利用二进制随机序列发生器模块产生二进制序列，将该二进制序列同时送入映射A模块和映射B模块。

3.根据权利要求1所述的基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法，其特征是，所述分别利用映射A模块和映射B模块将二进制序列映射为基带频域信号序列SA和基带频域信号序列SB，包括：映射A模块采用BPSK映射星座图A将二进制序列映射为基带频域信号序列SA；

映射B模块采用BPSK映射星座图B将二进制序列映射为基带频域信号序列SB；

其中，BPSK映射星座图A的映射原则是比特0映射为1，比特1映射为-1；BPSK映射星座图B的映射原则是比特0映射成i，比特1映射为-i。

4.根据权利要求1所述的基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法，其特征是，所述将基带频域信号序列SA和基带频域信号序列SB分别进行分块处理，得到分块处理后的序列XA和序列XB，包括：采用相邻分割的方式将基带频域信号序列SA和基带频域信号序列SB分别进行分块处理，得到分块处理后的序列XA和序列XB。

5.根据权利要求1所述的基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法，其特征是，所述将分块处理后得到的序列XA和序列XB进行多次块交织，得到若干个不同的序列Ai和序列Bj，包括：将分块处理后得到的序列XA和序列XB中的各个子块进行重新排序，得到新排序的若干个不同的序列Ai和序列Bj。

6.根据权利要求1所述的基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法，其特征是，所述将第一部分候选信号中的候选信号ai和候选信号bj进行相加和幅度加权处理，得到多个新的候选信号，即第二部分候选信号，包括：将第一部分候选信号中的候选信号ai和候选信号bj进行相加；

对相加后的信号进行幅度加权处理，得到多个新的候选信号，即第二部分候选信号。

7.根据权利要求1所述的基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法，其特征是，所述第二部分候选信号的表达式为：其中，Ai,i＝1,2,…,G和Bj,j＝1,2,…,H分别表示对分块后的序列XA和序列XB进行块交织后的序列；ai和bj为对分块处理后的序列XA和XB进行多次块交织并分别进行IFFT后得到的候选信号；G和H分别表示候选信号ai和候选信号bj的数量。

8.一种基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法的发射系统，其特征是，包括：二进制随机序列发生器模块，用于产生二进制序列，并将其同时送入映射A模块和映射B模块；

映射A模块，用于将二进制序列映射为基带频域信号序列SA，并将映射后的基带频域信号序列SA送入分块模块；

映射B模块，用于将二进制序列映射为基带频域信号序列SB，并将映射后的基带频域信号序列SB送入分块模块；

分块模块，与多个块交织模块相连接，用于将映射后的基带频域信号序列SA和基带频域信号序列SB分为若干个子块序列，并发送至块交织模块；

块交织模块，用于将分块后得到的各个子块序列进行重新排列，并将重新排列后的序列送入IFFT模块；

IFFT模块，用于对重新排列后的子块序列进行快速傅里叶反变换IFFT，得到多个不同的候选信号ai和候选信号bj，即第一部分候选信号，并将第一部分候选信号传输至候选信号处理模块和最优候选信号选择模块；

候选信号处理模块，用于将第一部分候选信号中的候选信号ai与候选信号bj进行相加和幅度加权处理，产生多个新的候选信号，即第二部分候选信号；

最优候选信号选择模块，用于从所产生的全部候选信号中选出PAPR值最小的候选信号；所述PAPR为峰均功率比。

9.根据权利要求8所述的基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法的发射系统，其特征是，所述映射A模块采用BPSK映射星座图A将二进制序列映射为基带频域信号序列SA；所述映射B模块采用BPSK映射星座图B将二进制序列映射为基带频域信号序列SB。

10.根据权利要求8所述的基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法的发射系统，其特征是，所述IFFT模块的输出端分别与候选信号处理模块、最优候选信号选择模块相连接。

说明书

基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法及其发射系统

技术领域

[0001] 本发明涉及数字通信技术领域，具体涉及一种基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法及其发射系统。

背景技术

[0002] 正交频分复用作为多载波调制技术的代表，由于其具有高速的数据传输率，并能对抗频率选择性衰落，已被应用到无线通信的很多领域。虽然OFDM技术具有很多优势，但也存在明显不足，峰值功率问题一直是该技术的主要缺陷之一。过高的峰值功率会导致OFDM信号发生畸变，进而导致系统性能恶化。因此，峰值功率问题一直是OFDM技术实用化的最大障碍之一。

[0003] 对于OFDM系统，输入的二进制比特序列需要先进行映射，映射的方式主要有相移键控(Phase Shift Keying,PSK)或者正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)，经串并转换后，将所获得的并行传输信号分别调制到相互正交的子载波上，最后将这些经过调制的子载波信号叠加起来生成OFDM信号。

[0004] 对于一个具有N个子载波的OFDM系统，在一个信号周期内，其基带信号可表示为[0005]

[0006] 其中，Xk,k＝0,1,…,N-1是,由输入的二进制序列经PSK或QAM后得到的信号，xn,n＝0,1,…,N-1表示经OFDM调制后的输出信号。

[0007] OFDM系统的输出信号是由若干个子载波信号叠加而成的，当多个子载波信号的相位相似时，所得的OFDM输出信号将具有非常大的峰值功率；尤其是当子载波数量较大时，峰值功率问题会更加严重。

[0008] 关于OFDM系统的峰值功率问题，通常用峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)来加以描述，该参量可描述OFDM信号峰值功率的变化情况，其定义为在一个OFDM信号周期内，该信号的峰值功率与其平均功率的比值，可表示为

[0009]

[0010] 其中，E{·}表示数学期望运算，x＝[x0,x1,…,xN-1]T。

[0011] 关于OFDM系统的PAPR性能，通常用互补累积分布函数(Complementary Cumulative Distribution Function,CCDF)来加以描述，其含义是用超过某一确定PAPR值的概率来表示该随机变量的统计分布特性，即该系统的PAPR性能，其表达式为[0012]

[0013] 其中，N为子载波数，PAPR0表示某一确定的PAPR值。

[0014] 近年来，如何有效地优化OFDM系统的峰值功率问题一直是研究的热点问题。一些较有参考价值的峰值功率优化方法被提出，如限幅、编码、压缩扩张和多信号表示方法等。但是，这些方法都存在着不同程度的缺陷。限幅方法会使信号产生失真，并且频谱带外失真较大。编码方法降低PAPR的效果非常好,但可供使用的编码图样数量非常少，特别是当子载波数量较大时，编码效率非常低。多信号表示方法，即在发送端，通过采用不同的线性处理方式，用多个候选信号表示同一输入序列，并根据一定的选优原则从中选择PAPR值最小的候选信号进行传输；同时，发送端还需要发送附加信息到接收端，帮助其恢复原始输入数据；这类方法的缺点便是计算复杂度大和需要附加信息。

[0015] 块交织就是一种简单而有效的多信号表示类方法，其基本原理是映射后的数据序列进行分块处理，然后将各个子块进行重新排列并进行OFDM调制获得候选信号，最后从全部的候选信号中选择PAPR值最小的信号进行传输。由于每产生一个候选信号都需要一次快速傅立叶反变换(Inverse Fast Fourier Transform，IFFT)来实现OFDM调制，计算复杂度非常大，这也成为实现该方法的最大障碍之一。

[0016] 综上所述，现有技术中对于采用二进制相移键控(Binary PSK,BPSK)映射方式的OFDM系统，针对现有块交织方法计算复杂度非常大的问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

[0017] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法及其发射系统，具有计算复杂度较低、PAPR性能较好且能满足实际应用要求等优点。。

[0018] 本发明所采用的技术方案是：

[0019] 一种基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法，包括以下步骤：

[0020] 利用二进制随机序列发生器模块产生二进制序列，并分别利用映射A模块和映射B模块将二进制序列映射为基带频域信号序列SA和基带频域信号序列SB；

[0021] 将基带频域信号序列SA和基带频域信号序列SB分别进行分块处理，得到分块处理后的序列XA和XB；

[0022] 将分块处理后得到的序列XA和序列XB进行多次块交织，得到若干个不同的序列Ai和序列Bj；

[0023] 对若干个不同的序列Ai和序列Bj分别进行快速傅里叶反变换IFFT，得到多个不同的候选信号ai和候选信号bj，即第一部分候选信号；

[0024] 将第一部分候选信号中的候选信号ai和候选信号bj进行相加和幅度加权处理，得到多个新的候选信号，即第二部分候选信号；

[0025] 从全部的候选信号中，选择PAPR值最小的候选信号进行传输。

[0026] 进一步的，所述利用二进制随机序列发生器模块产生二进制序列，包括：

[0027] 确定OFDM系统和优化方法的相关参数，相关参数包括子载波数N、BPSK映射方式、分块数W及相位加权因子集合；

[0028] 根据子载波数N和所采用的BPSK映射方式，利用二进制随机序列发生器模块产生二进制序列，将该二进制序列同时送入映射A模块和映射B模块。

[0029] 进一步的，所述分别利用映射A模块和映射B模块将二进制序列映射为基带频域信号序列SA和基带频域信号序列SB，包括：

[0030] 映射A模块采用BPSK映射星座图A将二进制序列映射为基带频域信号序列SA；

[0031] 映射B模块采用BPSK映射星座图B将二进制序列映射为基带频域信号序列SB；

[0032] 其中，BPSK映射星座图A的映射原则是比特0映射为1，比特1映射为-1；BPSK映射星座图B的映射原则是比特0映射成i，比特1映射为-i。

[0033] 进一步的，所述将基带频域信号序列SA和基带频域信号序列SB分别进行分块处理，得到分块处理后的序列XA和XB，包括：

[0034] 采用相邻分割的方式将基带频域信号序列SA和基带频域信号序列SB分别进行分块处理，得到分块处理后的序列XA和序列XB。

[0035] 进一步的，所述将分块处理后得到的序列XA和XB进行多次块交织，得到若干个不同的序列Ai和序列Bj，包括：

[0036] 将分块处理后得到的序列XA和序列XB中的各个子块进行重新排序，得到新排序的若干个不同的序列Ai和序列Bj。

[0037] 进一步的，所述将第一部分候选信号中的候选信号ai和候选信号bj进行相加和幅度加权处理，得到多个新的候选信号，即第二部分候选信号，包括：

[0038] 将第一部分候选信号中的候选信号ai和候选信号bj进行相加；

[0039] 对相加后的信号进行幅度加权处理，得到多个新的候选信号，即第二部分候选信号。

[0040] 进一步的，所述第二部分候选信号的表达式可表示为：

[0041]

[0042] 其中，Ai,i＝1,2,…,G和Bj,j＝1,2,…,H分别表示对分块处理后的序列XA和序列XB进行块交织后的序列；ai和bj为对分块处理后的序列XA和XB进行多次块交织并分别进行IFFT后得到的候选信号；G和H分别表示候选信号ai和候选信号bj的数量。

[0043] 一种基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法的发射系统，包括：

[0044] 二进制随机序列发生器模块，用于产生二进制序列，并将其同时送入映射A模块和映射B模块；

[0045] 映射A模块，用于将二进制序列映射为基带频域信号序列SA，并将映射后的基带频域信号序列SA送入分块模块；

[0046] 映射B模块，用于将二进制序列映射为基带频域信号序列SB，并将映射后的基带频域信号序列SB送入分块模块；

[0047] 分块模块，与多个块交织模块相连接，用于将映射后的基带频域信号序列SA和SB分为若干个子块序列，并发送至块交织模块；

[0048] 块交织模块，用于将分块后得到的各个子块序列进行重新排列，并将重新排列后的序列送入IFFT模块；

[0049] IFFT模块，用于对重新排列后的子块序列进行快速傅里叶反变换IFFT，得到多个不同的候选信号ai和候选信号bj，即第一部分候选信号，并将第一部分候选信号传输至候选信号处理模块和最优候选信号选择模块；

[0050] 候选信号处理模块，用于将第一部分候选信号中的候选信号ai与候选信号bj进行相加和幅度加权处理，产生多个新的候选信号，即第二部分候选信号；

[0051] 最优候选信号选择模块，用于从所产生的全部候选信号中选出PAPR值最小的候选信号。

[0052] 进一步的，所述映射A模块采用BPSK映射星座图A将二进制序列映射为基带频域信号序列SA；所述映射B模块采用BPSK映射星座图B将二进制序列映射为基带频域信号序列SB。

[0053] 进一步的，所述IFFT模块的输出端分别与候选信号处理模块、最优候选信号选择模块相连接。

[0054] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0055] (1)本发明在信号映射阶段，采用两种不同的BPSK映射星座图对输入的二进制序列进行映射，为后续利用相加和幅度加权处理生成新的候选信号奠定基础；在对映射后的序列进行分块处理后，通过块交织模块进行多次块交织后，才进行IFFT变换，将分块后获得的各个子块进行重新排列，以获得不同的候选信号，即第一部分候选信号，提高了OFDM系统峰值功率优化精度；

[0056] (2)本发明根据IFFT的线性性质，利用已生成的候选信号，通过将采用BPSK星座图A所得的候选信号和采用BPSK星座图B所得的候选信号进行相加和幅度加权处理，获得新的候选信号，即第二部分候选信号，从而避免了大量的IFFT计算，大幅度地降低了计算复杂度。

附图说明

[0057] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

[0058] 图1是本发明实施例公开的基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法流程图；

[0059] 图2a是本发明实施例公开的BPSK映射星座图A结构图；

[0060] 图2b是本发明实施例公开的BPSK映射星座图B结构图；

[0061] 图3是本发明实施例公开的基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法的发射系统结构框图；

[0062] 图4是本发明实施例公开的基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法的发射系统所获得的PAPR性能，并与传统块交织方法进行比较。

具体实施方式

[0063] 应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

[0064] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

[0065] 正如背景技术所介绍的，现有技术中存在由于每产生一个候选信号都需要一次快速傅立叶反变换IFFT来实现OFDM调制，计算复杂度非常大的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法及其发射系统。

[0066] 实施例一

[0067] 本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法，包括以下步骤：

[0068] 步骤101：利用二进制随机序列发生器模块产生二进制序列，并分别利用映射A模块和映射B模块将二进制序列映射为基带频域信号序列SA和基带频域信号序列SB；

[0069] 步骤102：将基带频域信号序列SA和基带频域信号序列SB分别进行分块处理，得到分块处理后的序列XA和XB；

[0070] 步骤103：将分块处理后得到的序列XA和序列XB进行多次块交织，得到若干个不同的序列Ai和序列Bj；

[0071] 步骤104：对若干个不同的序列Ai和序列Bj分别进行快速傅里叶反变换IFFT，得到多个不同的候选信号ai和候选信号bj，即第一部分候选信号；

[0072] 步骤105：将第一部分候选信号中的候选信号ai和候选信号bj进行相加和幅度加权处理，得到多个新的候选信号，即第二部分候选信号；

[0073] 步骤106：从全部的候选信号中，选择PAPR值最小的候选信号进行传输。

[0074] 本发明实施例提出的基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法，通过映射A模块和映射B模块分别采用两种不同的BPSK映射星座图对二进制序列进行映射处理，可为后续采用相加和幅度加权处理产生新的候选信号奠定基础，将映射后的基带频域信号序列进行分块处理，接着将分块后的各个序列进行多次块交织，并分别进行IFFT变换，从而获得多个不同的候选信号，即第一部分候选信号；然后根据IFFT变换的线性性质，将第一部分候选信号中采用BPSK星座图A所获得的候选信号与采用BPSK星座图B所获得的候选信号进行相加和幅度加权处理，以获得新的候选信号，即第二部分候选信号；最后，从所产生的全部候选信号中，选择PAPR值最小的候选信号进行传输，降低了计算复杂度，峰均功率比性能较好，且能满足实际应用要求。

[0075] 为了使本领域的技术人员更好的了解本发明，下面列举一个更为详细的实施例，本发明实施例提出了一种基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法，包括以下步骤：

[0076] 步骤201：利用二进制随机序列发生器模块产生二进制序列，并分别利用映射A模块和映射B模块将二进制序列映射为基带频域信号序列SA和基带频域信号序列SB。

[0077] 此处，步骤201可以采用如下方式：

[0078] 步骤2011：确定OFDM系统和优化方法的相关参数，相关参数包括子载波数N、BPSK映射方式、分块数W及相位加权因子集合；

[0079] 步骤2012：根据子载波数N和所采用的BPSK映射方式，利用二进制随机序列发生器模块产生二进制序列，将该二进制序列同时送入映射A模块和映射B模块；

[0080] 步骤2013：映射A模块采用BPSK映射星座图A将二进制序列映射为基带频域信号序列SA，其中，BPSK映射星座图A的映射原则是比特0映射为1，比特1映射为-1；

[0081] 步骤2014：映射B模块采用BPSK映射星座图B将二进制序列映射为基带频域信号序列SB；BPSK映射星座图B的映射原则是比特0映射成i，比特1映射为-i；

[0082] 步骤2015：映射A模块和映射B模块分别采用两种不同的BPSK映射星座图将二进制序列映射为基带频域信号序列后，将映射后的基带频域信号序列送入分块模块。

[0083] 这里，BPSK映射星座图A和BPSK映射星座图B如图2a和图2b所示，通过映射A模块和映射B模块分别采用这两种不同的BPSK映射星座图将二进制序列映射为基带频域信号序列，可为后续利用相加和幅度加权处理产生新的候选信号奠定基础。

[0084] 步骤202：将基带频域信号序列SA和基带频域信号序列SB分别进行分块处理，得到分块处理后的序列XA和XB。

[0085] 采用相邻分割的方式将基带频域信号序列SA和基带频域信号序列SB分别进行分块处理，得到分块处理后的序列XA和序列XB，并将序列XA和序列XB发送至块交织模块，进行后续的多次块交织。

[0086] 其中，分块处理后的序列XA和序列XB可表示为 和XB＝[XB,1,XB,2,…,XB,W]T。

[0087] 步骤203：将分块处理后得到的序列XA和序列XB进行多次块交织，得到若干个不同的序列Ai和序列Bj。

[0088] 通过块交织模块对分块处理后得到的序列XA和序列XB进行多次块交织，即对分块处理后得到的序列XA和序列XB中的各个子块进行重新排序，得到新排序的若干个不同的序列Ai和序列Bj。

[0089] 步骤204：对若干个不同的序列Ai和序列Bj分别进行快速傅里叶反变换IFFT，得到多个不同的候选信号ai和候选信号bj，即第一部分候选信号；

[0090] 对分块处理后的序列XA和序列XB分别进行多次块交织，并分别进行快速傅里叶反变换IFFT，完成OFDM调制，以获得多个不同的候选信号，即第一部分候选信号，这里假设ai,i＝1,2,…,G和bj,j＝1,2,…,H分别表示对序列XA和序列XB进行多次块交织并完成OFDM调制后所获得的候选信号，G和H分别表示采用星座图A和星座图B所获得的候选信号ai和候选信号bj的数量。

[0091] 步骤205：将第一部分候选信号中的候选信号ai和候选信号bj进行相加和幅度加权处理，得到多个新的候选信号，即第二部分候选信号。

[0092] 根据快速傅里叶反变换IFFT的线性性质，将第一部分候选信号中采用BPSK星座图A所获得的候选信号ai与采用BPSK星座图B所获得的候选信号bj进行相加和幅度加权处理，以获得新的候选信号，即第二部分候选信号，可表示为

[0093]

[0094] 其中，Ai,i＝1,2,…,G和Bj,j＝1,2,…,H分别表示对分块后的序列XA和序列XB进行块交织后的序列；ai和bj为对分块处理后的序列XA和XB进行多次块交织并分别进行IFFT后得到的候选信号，即第一候选信号；G和H分别表示采用星座图A和星座图B所获得的候选信号ai和候选信号bj的数量。

[0095] 由于采用星座图A映射后得到的序列Ai和采用星座图B映射后得到的序列Bj的元素集合分别为{1,-1}和{i,-i}，则序列Ai和序列Bj相加之后的元素集合可表示为{1+i,1-i,-1+i,-1-i}。因此，与构成序列Ai和序列Bj的元素相比较，序列Ai和序列Bj相加之后的序列相当于在序列Ai和序列Bj的基础上乘以相位加权因子exp(jπ/4)或exp(-jπ/4)。此外，由于序列Ai和序列Bj相加之后的序列中各元素幅度不再为1，为了保证相加后序列和映射后序列中元素的幅度一致性，则需要用 对相加后的序列进行幅度加权处理。根据第一部分所产生的候选信号数量，可得第二部分所能产生的最大候选信号数量为G×H，则全部的候选信号可表示为

[0096]

[0097] 步骤206：从全部的候选信号中，选择PAPR值最小的候选信号进行传输。

[0098] 即从第一部分候选信号和第二部分候选信号中，选择PAPR值最小的候选信号进行传输。

[0099] 本发明实施例提出的基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法，通过映射A模块和映射B模块分别采用两种不同的BPSK映射星座图对二进制序列进行映射处理，可为后续采用相加和幅度加权处理产生新的候选信号奠定基础，将映射后的基带频域信号序列进行分块处理，接着将分块后的各个序列进行多次块交织，并分别进行IFFT变换，从而获得多个不同的候选信号，即第一部分候选信号；然后根据IFFT变换的线性性质，将第一部分候选信号中采用BPSK星座图A所获得的候选信号与采用BPSK星座图B所获得的候选信号进行相加和幅度加权处理，以获得多个新的候选信号，即第二部分候选信号；最后，从所产生的全部候选信号中，选择PAPR值最小的候选信号进行传输，降低了计算复杂度，峰均功率比性能较好，且能满足实际应用要求。

[0100] 实施例二

[0101] 本申请的另一种典型实施方式，如图3所示，提供了一种基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法的发射系统，该系统包括二进制随机序列发生器模块、映射A模块、映射B模块、分块模块、块交织模块、IFFT模块、候选信号处理模块和最优候选信号选择模块，所述二进制随机序列发生器模块分别与映射A模块、映射B模块相连接，所述映射A模块和映射B模块分别与对应的分块模块的输入端相连接，所述分块模块的输出端与多个块交织模块连接，每个块交织模块分别与对应的IFFT模块相连接，全部的IFFT模块输出端分别与候选信号处理模块和最优候选信号选择模块相连接，所述候选信号处理模块的输出端也与最优候选信号选择模块相连接。

[0102] 其中，二进制随机序列发生器模块，用于产生二进制序列，并将其同时送入映射A模块和映射B模块；

[0103] 映射A模块，用于将二进制序列映射为基带频域信号序列SA，并将映射后的基带频域信号序列SA送入分块模块；

[0104] 映射B模块，用于将二进制序列映射为基带频域信号序列SB，并将映射后的基带频域信号序列SB送入分块模块；

[0105] 分块模块，用于将映射后的基带频域信号序列SA和SB分为若干个子块序列，并发送至块交织模块；

[0106] 块交织模块，用于将分块后获得的各个子块序列进行重新排列，并将重新排列后的序列送入IFFT模块；

[0107] IFFT模块，用于对重新排列后的子块序列进行快速傅里叶反变换IFFT，得到多个不同的候选信号ai和候选信号bj，即第一部分候选信号，并将多个不同的候选信号ai和候选信号bj传输至候选信号处理模块和最优候选信号选择模块；

[0108] 候选信号处理模块，用于将第一部分候选信号中的候选信号ai与候选信号bj进行相加和幅度加权处理，产生新的候选信号，即第二部分候选信号；

[0109] 最优候选信号选择模块，用于接收IFFT模块发送的第一部分候选信号和候选信号处理模块发送的第二部分候选信号，从全部候选信号中选出PAPR值最小的候选信号。

[0110] 在本实施例中，所述映射A模块和映射B模块分别采用两种不同的BPSK映射星座图将二进制序列映射为基带频域信号序列，并将映射后的基带频域信号序列送入分块模块；这里两种不同的BPSK映射星座图分别用BPSK映射星座图A和BPSK映射星座图B来表示，即映射A模块采用BPSK映射星座图A，映射B模块采用BPSK映射星座图B，两种不同的BPSK星座图如图2a和图2b所示，可为后续利用相加和幅度加权处理产生新的候选信号奠定基础。

[0111] 本实施例提出的基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法的发射系统的工作原理为：

[0112] 将待传输的二进制序列分别采用图2a和图2b中所示的BPSK映射的星座图A和星座图B进行映射，分别经过分块处理后送入多个不同的块交织模块对各个子块进行重新排列，并将块交织处理后的各个序列分别进行IFFT变换完成OFDM调制，获得第一部分候选信号；接着，将第一部分候选信号中采用星座图A所获得的候选信号与采用星座图B所获得的候选信号进行相加和幅度加权处理，以获得多个新的候选信号，即第二部分候选信号；最后，从全部的候选信号中选择PAPR值最小的候选信号进行传输。

[0113] 关于在接收端如何正确解调传输序列的问题，可以直接采用现存的块交织接收机，这里不再赘述。

[0114] 下面列举一个具体的计算实例来验证本发明所述获得的效果。

[0115] 如图4所示，给出了采用本发明实施例提出的基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法的发射系统在不同参数下所获得的PAPR性能。

[0116] 仿真条件：采用MATLAB仿真平台，随机产生105个OFDM信号，BPSK调制，子载波数为128，采用4倍过采样。

[0117] 为了便于比较，在仿真过程中，基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法和传统块交织产生相同数量的候选信号。关于计算复杂度，表1给出了在候选信号数量相同的情况下，与传统块交织相比，本发明实施例提出的基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法所获得的计算复杂度降低程度。

[0118] 表1与传统块交织相比，基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法所获得的计算复杂度降低程度

[0119]候选信号数量 复数乘法 复数加法
8 38.9％ 44.4％
24 51.9％ 59.3％

[0120] 从图4和表1可以看出，与传统块交织相比，本发明实施例提出的基于块交织的OFDM系统峰值功率优化方法在大幅度降低计算复杂度的基础上，可以获得相似的PAPR性能，完全可以满足OFDM系统对PAPR性能的要求。

[0121] 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。