一种FH-OFDM信号DCT-ACE联合优化抑制峰均比方法

2021-07-06田秉禾姜月秋

沈阳理工大学学报 2021年1期

周帆，田秉禾，刘博，姜月秋

(沈阳理工大学信息科学与工程学院，沈阳 110159)

跳频正交频分复用(Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Division Multiplexing，FH-OFDM)是一种将跳频技术与正交频分复用技术相结合的复合通信系统，该系统兼具高数据率、高频带利用率以及极强的抗干扰能力，被广泛应用在信息化弹药、卫星通信和无人机通信等诸多领域。然而，考虑到FH-OFDM信号的多子载波性，当频域数据同相时，经逆快速傅里叶变换(Inverse Fast Fourier Transform，IFFT)处理后的时域信号会产生明显的峰值[1]。在接收端通过非线性放大器放大后，FH-OFDM信号的峰值进一步提高，并可导致信号发生畸变，进而影响信号的准确接收。

近年来，针对FH-OFDM信号峰均比(Peak to Average Power Ratio，PAPR)抑制问题的研究相对较少，其主要思想来源于对OFDM信号的PAPR抑制方法。抑制OFDM信号PAPR的基本算法大体可分为失真类和无失真类，如文献[2]采用动态星座图扩展法(Active Constellation Extension，ACE)，文献[3]采用离散余弦变换法(Discrete Cosine Transform，DCT)，均可在一定程度上实现对OFDM信号PAPR的抑制。但ACE算法要求更高的迭代次数，DCT算法收敛速度慢，二者不能适应通信系统时效性的要求[2-3]。为更好地解决FH-OFDM信号抑制PAPR过程中的时效性问题，立足于传统的离散余弦变换和动态星座图扩展法，将两者相融合并利用离散余弦变换矩阵正交性去相关性的特点，本文提出DCT-ACE联合优化抑制PAPR方法，该方法与传统ACE算法相比，在相同迭代次数条件下可改善PAPR的抑制效果；与传统DCT算法相比，可有效提升PAPR的收敛速度。