技术摘要：
本发明公开了一种改进的降低无线通信OFDM系统峰均比的方法，主要包括以下步骤：步骤S1，预定义系统子载波数N，待发送信号Signalini，起始参数T0，终止参数Tf(Tf＜T0)，衰减参数α等相关参数；步骤S2，随机生成SLM相位旋转序列Phaserot，计算待发送信号Signalini的SLM信  全部
背景技术：
正交频分复用(Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing，OFDM)技术是一 种多载波通信方案，其拥有优秀的抗码间干扰能力、频带利用率、适用应对各种不平坦与多 变的信道条件等特点。OFDM技术在面对复杂信道通信时十分有效，已被成功应用在各种通 信协议及系统中，如无线Wi-Fi网络、WiMAX、3G、4G、5G、有线ADSL等。作为一种高效的技术， OFDM技术同样也被应用到了可见光通信系统中。 可见光通信系统使用LED作为通信设备，采用强度调制直接检测系统，要求单极性 信号以及实值传输。传统OFDM技术无法满足可见光通信系统的要求，为了克服这个问题，直 流偏置光OFDM(Direct  Current-biased  OpticalOFDM，DCO-OFDM)方案得到了比较广泛的 应用。 OFDM信号往往存在较高的峰均功率比(Peak  to  Average  Power  Ratio，PAPR)，较 高的PAPR会给无线通信OFDM系统带来很多性能上的限制。目前，PAPR抑制技术主要有以下 三类方法：基于信号畸变的抑制方法、基于信号预编码的抑制方法和基于概率选择的抑制 方法。在基于概率的方法中，选择性映射法以(SeLected  Mapping，SLM)其良好的降PAPR性 能而备受关注。SLM算法主要思想是：将待处理信号与有限组相位旋转序列相乘得到待选信 号，对所有待选信号进行IFFT处理得到一系列待选SLM信号，计算所有待选SLM信号的PAPR 值，选择PAPR值最低的SLM信号进行发送，同时获得PAPR最低值对应的相位旋转序列边信 息。 在可见光通信DCO-OFDM系统中，因为LED性能有限，高PAPR值会导致系统产生严重 的非线性失真，这将极大地降低系统的可靠性。虽然SLM算法能够在比较高效地降低PAPR， 但因其只能从有限组相位旋转序列中获得局部最优解，这限制了SLM算法在降PAPR性能上 更进一步的提升以及在可见光通信DCO-OFDM系统中的应用。 因此，需要一种能够更加高效地降低无线通信OFDM系统PAPR的算法，以提升无线 通信OFDM系统的整体性能和可靠性。
技术实现要素：
针对相关技术中的问题，本发明提出一种改进的SLM算法的实现方法，应用于无线 通信OFDM系统，包含至少一个通信接入点AP和至少一个通信终端MS，通过本发明的SLM改进 算法，可以高效地搜索最佳SLM相位旋转序列，从而实现通信双方OFDM信号PAPR的显著降低 以及系统可靠性的显著增加，进而克服现有相关技术所存在的上述技术问题。 本发明的技术方案是这样实现的： 一种改进的降低无线通信OFDM系统峰均比的方法，包括以下步骤： 4 CN 111585936 A 说　明　书 2/6 页 步骤S1，预先定义N为OFDM系统的子载波数，NFFT为FFT的长度，M为QAM调制阶数，长 度为N·log2M的待发送信号Signalini，以及循环迭代过程中所需的逃脱概率P(P≤1)，衰减 参数α(α＜1)，起始参数T0，终止参数Tf(Tf＜T0)，状态参数Tnow，马尔科夫链长度LMarkov。其 中，逃脱概率P的引入可以帮助本算法在循环迭代的过程中避免陷入局部收敛的情况；衰减 参数α指每完成一次迭代过程，状态参数Tnow将衰减为原来的α倍。 步骤S2，将待发送信号Signalini经过MQAM调制得到信号SignalM。随机生成长度为 N的SLM相位旋转序列Phaserot，将SLM相位旋转序列Phaserot与信号SignalM相乘得到SLM信 号，SLM信号经过NFFT-IFFT得到OFDM信号SignalOFDM。计算SignalOFDM信号的PAPR值，计算公式 如下：PAPRnow＝101g(max{|Signal 2 2OFDM| }/E{|SignalOFDM| })。 步骤S3，记录当前更优PAPR值为PAPRbeter＝PAPRnow，记录当前更优SLM相位旋转序 列Phasebetter＝Phaserot。设置状态参数为Tnow＝T0。 步骤S4，开始执行外层迭代循环，若Tnow≥Tf，则持续进行外层迭代循环；否则，结 束外层迭代循环。 步骤S5，根据衰减参数α(α＜1)，更新状态参数Tnow，计算公式如下：Tnow＝α·Tnow。 步骤S6，执行内层马尔科夫链循环，该循环每一次迭代将完成对SLM相位旋转序列 进行随机扰动并修订获得新序列Phaserot，并计算新序列下对应信号的PAPR值以及比较 PAPRnow与更优PAPR值PAPRbetter的大小，若PAPRnow＜PAPRbetter，则更新更优SLM相位旋转序列 为Phasebetter＝Phaserot；否则，依据Metropolis准则计算逃脱概率P，并根据逃脱概率P决定 是否随机生成全新的SLM相位旋转序列Phaserot，逃脱概率P可以帮助本算法在循环迭代的 过程中避免陷入局部收敛的情况。 进一步的，包括以下步骤： 步骤S601，执行内层马尔科夫链循环，直至循环次数超过马尔科夫链长度LMarkov。 步骤S602，对原SLM相位旋转序列Phaserot产生随机干扰，将该干扰信号修订后获 得新的SLM相位旋转序列Phaserot。 步骤S603，将SLM相位旋转序列Phaserot与信号SignalM相乘获得SLM信号，进而经 过NFFT-IFFT得到OFDM信号SignalOFDM，并计算OFDM信号的PAPR值PAPRnow＝101g(max{| Signal 2OFDM| }/E{|Signal |2OFDM })。 步骤S604，比较PAPRnow与更优PAPR值PAPRbetter的大小，判断是否获得PAPR性能更 佳的SLM相位旋转序列。若PAPRnow＜PAPRbetter，说明获得PAPR性能更佳的SLM相位旋转序列， 则执行步骤S605；否则，说明获得PAPR性能更差的SLM相位旋转序列，则执行步骤S606。 步骤S605，更新更优SLM相位旋转序列为Phasebetter＝Phaserot和更优PAPR值为 PAPRbetter＝PAPRnow，并跳至步骤S607。 步骤 S 6 0 6 ，按照M e t r o p o l i s 准则计算逃脱概率 P ，计算公式如下 ： 并且生成一个属于[0，1]的随机数Num，该随 机数符合平均分布。若Num≤P，则随机生成全新的SLM相位旋转序列Phaserot；否则，不作处 理。 步骤S607，判断内层马尔科夫链循环是否结束。若循环次数未超过马尔科夫链长 度LMarkov，则跳至步骤S601继续完成内层循环；否则，执行步骤S7。 5 CN 111585936 A 说　明　书 3/6 页 步骤S7，判断外层迭代循环是否结束。若Tnow≥Tf，则跳至步骤S4继续完成外层迭 代循环；若Tnow＜Tf，则完成外层迭代循环，执行步骤S8。 步骤S8，通过完成上述循环迭代计算，系统已获得SLM相位旋转序列的最优解，因 此，输出当前信号的最佳相位旋转序列，即Phasebetter。 进一步的，步骤S606的实际意义是，若PAPRbetter和PAPRnow十分接近，说明本发明的 改进算法正处于接近全局最优或局部最优的状态。若当前处于接近全局最优的状态，则说 明当前Phasebetter已十分接近最佳相位旋转序列；若当前处于接近局部最优的状态，则急需 帮助算法逃脱出当前状态以继续搜索全局最优解。 进一步的，由Metropolis准则和逃脱概率P计算公式指出：若PAPRbetter和PAPRnow越 接近，则逃脱概率P越高，因而随机生成全新的SLM相位旋转序列的可能性越大，因为全新序 列与上一序列无相关性，因此新序列可以帮助算法逃脱局部最优状态，进而避免本发明的 改进算法陷入局部最优的情况；若PAPRbetter和PAPRnow相差较大，说明本算法还未处于最优 状态，即逃脱概率P较低，因此随机生成全新的SLM相位旋转序列的可能性也较低。 进一步的，该无线通信OFDM系统包含至少一个通信接入点AP以及至少一个通信终 端MS。 本发明的有益效果： 本发明提出一种改进的SLM算法的实现方法，应用于无线通信OFDM系统，包含至少 一个通信接入点AP和至少一个通信终端MS，通过本发明的SLM改进算法，可以高效地搜索最 佳SLM相位旋转序列，进而实现通信双方OFDM信号PAPR的显著降低以及系统可靠性的显著 增加。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施 例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获 得其他的附图。 图1是根据本发明实施例的可见光通信DCO-OFDM系统的信号发射端示意图。 图2是根据本发明实施例的一种改进的降低可见光通信DCO-OFDM系统峰均比的方 法的实施算法流程示意图。 图3是根据本发明实施例的一种改进的降低可见光通信DCO-OFDM系统峰均比的方 法与其他算法的PAPR性能对比仿真图。