摘 要： 針對SLM方法計(jì)算復(fù)雜度高以及傳輸邊帶信息會導(dǎo)致傳輸效率下降的缺陷，提出了一種改進(jìn)的SLM方案,。改進(jìn)方案在發(fā)送端對數(shù)據(jù)分組進(jìn)行選擇映射,，在接收端通過分析接收到的數(shù)據(jù)的功率變化獲得隨機(jī)相移序列。改進(jìn)方案既能降低計(jì)算復(fù)雜度,，又不需要傳輸邊帶信息,，避免了傳輸效率的損失。
關(guān)鍵詞： 正交頻分復(fù)用,；峰均功率比,；選擇映射；計(jì)算復(fù)雜度,；邊帶信息
正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)具有頻譜利用率高,、可以有效對抗多徑干擾等優(yōu)點(diǎn)，近年來得到廣泛應(yīng)用,。但是OFDM存在峰均功率比(PAPR)較高的問題,。由于功率放大器的線性范圍有限，因此PAPR較高的信號通過功率放大器會產(chǎn)生非線性失真,。為了減小這種非線性失真,，需要擴(kuò)大功率放大器的線性范圍，而這又會導(dǎo)致功率發(fā)射效率下降和成本提高[1],。
目前降低OFDM系統(tǒng)PAPR的方法可以分為三類：限幅類,、編碼類和概率類[2]。參考文獻(xiàn)[3]~[5]提出的方法分別屬于限幅類、編碼類和概率類,。選擇映射(SLM)方法能夠有效降低OFDM系統(tǒng)的PAPR,，但是計(jì)算復(fù)雜度高，需要額外帶寬傳輸邊帶信息,，從而降低傳輸效率,。目前對SLM的改進(jìn)工作主要是針對SLM方法的上述兩個(gè)缺點(diǎn)進(jìn)行的，比如參考文獻(xiàn)[6],、參考文獻(xiàn)[7]提出的改進(jìn)方案可以降低計(jì)算復(fù)雜度,，參考文獻(xiàn)[8]、參考文獻(xiàn)[9]提出的改進(jìn)方案能夠不需要傳輸邊帶信息,，但是還沒有能夠同時(shí)解決這兩個(gè)缺點(diǎn)的改進(jìn)方案,。本文通過分析SLM原理，將參考文獻(xiàn)[7]和參考文獻(xiàn)[9]提出的方案有機(jī)結(jié)合,，提出一種新的SLM方案,，既降低了計(jì)算復(fù)雜度，又不需要傳輸邊帶信息,。
為了能夠提供多個(gè)OFDM信號進(jìn)行選擇,，SLM方法需要M個(gè)IFFT計(jì)算器，使得計(jì)算復(fù)雜度有了很大的提高,。在接收端,，為了能夠正確接收信號，需要知道隨機(jī)相移序列信息,，因此需要將隨機(jī)相移序列作為邊帶信息進(jìn)行傳輸,，而傳輸邊帶信息會占用額外的帶寬,，從而降低傳輸效率,。
2 改進(jìn)的SLM方案
針對SLM方法計(jì)算復(fù)雜度高，傳輸邊帶信息導(dǎo)致傳輸效率降低的缺點(diǎn),，提出了改進(jìn)的SLM方案,。改進(jìn)方案在發(fā)送端對數(shù)據(jù)分組進(jìn)行選擇映射，從而降低計(jì)算復(fù)雜度,，利用發(fā)送數(shù)據(jù)的幅值變化表示隨機(jī)相移信息,，從而不需要傳輸邊帶信息，提高傳輸效率,。
2.2 隨機(jī)相移序列的處理
傳統(tǒng)SLM方法中,，隨機(jī)相移序列的幅值均為1。這里利用幅值對隨機(jī)相移序列進(jìn)行標(biāo)記,，達(dá)到不需要傳輸邊帶信息的目的,，具體方法為：
發(fā)送端與接收端采用同樣的算法產(chǎn)生相同的隨機(jī)相移表。隨機(jī)相移序列被標(biāo)識后,，其他部分與傳統(tǒng)SLM方法一致,。
由于隨機(jī)相移序列的元素pd,，l的幅值可能為1，也可能為C,，頻域采樣數(shù)據(jù)Xn與隨機(jī)相移序列元素pd,，l相乘后得到的輸出數(shù)據(jù)的幅值將大于或等于Xn的幅值，因此信號的平均功率將會增大,，這種功率的增加可能會影響OFDM系統(tǒng)的PAPR性能,。
接下來分析接收端如何從接收到的數(shù)據(jù)中提取隨機(jī)相移序列。假設(shè)接收端接收到的發(fā)送符號為x(μ),，通過信道估計(jì)能夠較準(zhǔn)確地排除信道衰落的干擾,，經(jīng)過FFT變化得到Y(jié)(μ)。
3 仿真結(jié)果與分析
對基于IEEE 802.16a標(biāo)準(zhǔn)的OFDM系統(tǒng)進(jìn)行仿真,，采用QPSK調(diào)制,，過采樣因子為4，OFDM符號數(shù)為10 000,，子載波數(shù)為256,，隨機(jī)相移序列取值范圍為{1，j,，-1,，-j}，誤碼率性能仿真采用高斯白噪聲信道,。為便于描述,，將參考文獻(xiàn)[7]和參考[9]提出的改進(jìn)方案分別稱為改進(jìn)方案a和改進(jìn)方案b，測試結(jié)果分別如圖3,、圖4所示,。
可以看出，本文提出的改進(jìn)方案PAPR性能要比改進(jìn)方案a差,，但是當(dāng)C取值比較小時(shí),，PAPR性能要優(yōu)于原始SLM方法；在C取值相同的情況下,，本文提出的改進(jìn)方案PAPR性能要優(yōu)于改進(jìn)方案b,。
圖5所示是SLM改進(jìn)方案a、改進(jìn)方案b與本文改進(jìn)方案的誤碼率性能比較,，其中非線性放大器的輸入回退為6 dB,，理想情況指接收端完全正確接收到邊帶信息?？梢钥闯?，改進(jìn)方案b和本文提出的改進(jìn)方案的誤碼率性能優(yōu)于改進(jìn)方案a，并且信噪比越大，誤碼率性能越接近于理想狀態(tài),。在C取值相同的情況下,，本文提出的改進(jìn)SLM方案的誤碼率性能與改進(jìn)方案b幾乎相同。
降低OFDM系統(tǒng)PAPR的SLM方法計(jì)算復(fù)雜度高,，需要額外的帶寬用于傳輸邊帶信息,，降低了傳輸效率。針對這些缺點(diǎn),，本文提出的改進(jìn)SLM方案既能降低計(jì)算復(fù)雜度,，又不需要傳輸邊帶信息。
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