一种OFDM非线性失真抑制自适应选择方法及模块

技术领域

本发明涉及OFDM通信信号处理技术领域，特别是涉及一种OFDM接收端的非线性失真抑制自适应选择方法及模块。

背景技术

在使用OFDM调制的通信系统中，诸如4G、5G和WIFI通信等，为了提高发射端功放效率，通常采用包络软限幅和数字预失真联合算法，如此导致OFDM时域发射信号波形受非线性失真的影响，恶化了通信链路的误比特率性能。为了提高链路性能，接收端可采用参考文献【1】中的基于判决重构的非线性失真抑制(Decision Aid Reconstruction，简称DAR)算法，该算法通过在接收端对受非线性失真影响的所有频域接收符号进行均衡、检测，而后再进行OFDM调制，重构OFDM时域发射信号，而后再重构出受非线性失真的时域信号样点，抑制非线性失真的影响，进而达到提升通信链路误比特率性能的目的。

对于基于判决重构的非线性失真抑制算法，其核心在于可靠地重构出OFDM时域发射信号，而后重构出发端非线性失真。现有文献资料表明，在低信噪比情况下，信道噪声对接收机性能的影响超过非线性失真，导致OFDM时域发射信号无法被可靠重构，如果仍然使用该算法，导致该算法存在误差传播现象，非线性失真无法准确地重构和抵消，反而降低通信链路误比特率性能。此外，基于判决重构的非线性失真抑制算法具有较高的运算复杂度，因此需要使用较低运算代价解决了该算法所存在的误差传播问题，提升通信链路误比特率性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种OFDM非线性失真抑制自适应选择方法及模块，能够克服基于判决重构的非线性失真抑制算法所存在的误差传播问题，保证OFDM通信系统的非线性失真抑制性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种OFDM非线性失真抑制自适应选择方法，包括以下步骤：

获取接收端频域符号；

计算所述接收端频域符号的信道估计值；

利用所述信道估计值对所述接收端频域符号进行信道均衡，获得第一处理符号；

提取所述接收端频域符号的导频符号，利用所述信道估计值对所述导频符号进行信道均衡获得第一导频符号；

计算本地导频符号和所述第一导频符号的相关累积值；

比较所述相关累积值与门限值的大小，如果所述相关累积值小于或等于所述门限值，则对所述第一处理符号中的非线性失真进行抵消后再进行星座点解映射操作，如果所述相关累积值大于所述门限值，则直接对所述第一处理符号进行星座点解映射操作。

进一步的，所述相关累积值为所述第一导频符号与所述本地导频符号按子载波进行共轭相乘所获结果的累积。

进一步的，所述相关累积值通过以下公式计算得到

其中S

进一步的，所述将所述第一处理信号中的非线性失真进行抵消是使用基于判决重构的非线性失真抑制算法来实现的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种OFDM非线性失真抑制自适应选择模块，包括：

OFDM解调模块，用来获取接收端频域符号；

信道估计和均衡模块，用来计算所述接收端频域符号的信道估计值，利用所述信道估计值对所述接收端频域符号进行信道均衡获得第一处理符号，同时提取所述接收端频域符号的导频符号，利用所述信道估计值对所述导频符号进行信道均衡获得第一导频符号；

相关累积值计算模块，用来计算所述第一导频符号和本地导频符号的相关累积值；

非线性失真抑制模块，用来比较所述相关累积值与门限值的大小，如果所述相关累积值小于或等于所述门限值，则使用基于判决重构的非线性失真抵消重构算法对所述第一处理符号中的非线性失真进行抵消后再进行星座点解映射操作，如果所述相关累积值大于所述门限值，则直接对所述第一处理符号进行星座点解映射操作。

进一步的，所述相关累积值为所述第一导频符号与所述本地导频符号按子载波进行共轭相乘所获结果的累积。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明通过提取接收端频域信号的导频信号，信道估计和均衡后获得第一导频符号，进而计算得到第一导频符号和本地导频符号的相关累积值，通过比较相关累积值和门限值大小，在相关累积值小于或等于门限的情况下才使用基于判决重构的非线性失真抑制算法，以较小的运算复杂度解决了该算法存在的误差传递问题，提升了通信链路误比特率性能。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的流程图；

图2是本发明第一实施方式中不同信噪比下相关累积值和门限值的曲线图；

图3是本发明第二实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的第一实施方式涉及一种OFDM非线性失真抑制自适应选择方法，如图1所示，包括以下步骤：

获取接收端频域符号；

计算接收端频域符号的信道估计值；

利用信道估计值对接收端频域符号进行信道均衡，获得第一处理符号；

提取接收端频域符号的导频符号，利用信道估计值对导频符号进行信道均衡获得第一导频符号；

计算本地导频符号和第一导频符号的相关累积值；

比较相关累积值与门限值的大小，如果相关累积值小于或等于门限值，则对接收端频域符号中的非线性失真进行抵消后再进行星座点解映射操作，如果相关累积值大于门限值，则直接对接收端频域符号进行星座点解映射操作。

下面结合CP-OFDM通信上的应用对本方法做进一步说明，具体包括以下步骤：

(1)在OFDM通信发射端，使用循环前缀CP-OFDM波形体制。对于任意一个子帧，其第l个频域符号，第k子载波可以携带数据符号或者导频符号，由通信协议的帧结构规定。第k子载波携带的数据或导频符号表示为X

(2)在OFDM通信接收端，接收到的基带信号为v[m]，先对v[m]进行串并转换，去除循环前缀，再进行N点正离散傅里叶变换，得到含有非线性失真的接收端频域符号V

(3)对接收端频域符号V

(4)计算

其中，|·|为复数求模操作，

(5)在不同信道噪声条件下，相关累积值S

本发明的第二实施方式涉及一种OFDM非线性失真抑制选择模块，如图3所示，包括：

OFDM解调模块，用来获取接收端频域符号；

信道估计和均衡模块，用来计算接收端频域符号的信道估计值，利用信道估计值对接收端频域符号进行信道均衡获得第一处理符号，同时提取接收端频域符号的导频符号，利用信道估计值对导频符号进行信道均衡获得第一导频符号；

相关累积值计算模块，用来计算第一导频符号和本地导频符号的相关累积值，相关累积值为所述第一导频符号与所述本地导频符号按子载波进行共轭相乘所获结果的累积；

非线性失真抑制模块，用来比较相关累积值与门限值的大小，如果相关累积值小于或等于门限值，则使用基于判决重构的非线性失真抵消重构算法对第一处理符号中的非线性失真进行抵消后再进行星座点解映射操作，如果相关累积值大于所述门限值，则直接对第一处理符号进行星座点解映射操作。

参考文献[1]：Dukhyun Kim and G.L.Stuber,"Clipping noise mitigation forOFDM by decision-aided reconstruction,"IEEE Communications Letters,vol.3,no.1,pp.4-6,Jan.1999,doi:10.1109/4234.740112。