CN101202728B - 基于ofdm的通信方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信领域，公开了一种基于OFDM的通信方法及***，使得OFDM***的性能得以提高。本发明中，提出了一种序列，这种序列有较低的PAPR值，可作为探测序列进行探测分配或作为报头进行信道估计。为了得到这种序列，对初始的CAZAC序列进行修改，通过仿真等手段得到修改后的序列的PAPR值，保留PAPR较好的序列，作为探测序列进行探测分配或作为报头进行信道估计。使用截断和边带不变量转换，如循环移位等，对初始的CAZAC序列进行修改。确定截断长度时，可以先根据仿真结果从PAPR和截断长度的关系中获得最优截断长度的估计值，再在该估计值附近的预定范围内进行搜索。

Description

基于OFDM的通信方法及***

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及基于OFDM的通信技术。

背景技术

传统的频分复用技术是数据只在一个载波信号上传输，正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称“OFDM”)是一种多载波调制(Multi-Carrier Modulation，简称“MCM”)，它采用多个载波，而将要传送的数据流分解成多个低速的比特流，用这些低速的数据流分别去调制多个载波。如果这些载波是用跳频方式选用的，那么即便是频谱相互混叠也能保持相互正交的波形。这样就避免了信号波形之间的干扰，同时还提高了频谱利用率。

因为使用了MCM技术，OFDM具有较强的对抗多径的能力，已经被很多的无线通信标准采纳，比如数字视频广播(Digital Video Broadcasting，简称“DVB”)技术，无线局域网(Wireless Local Area Network，简称“WLAN”)，微波接入全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access，简称“WiMAX”)和无线区域网络(Wireless Regional Area Network，简称“WRAN”)。

OFDM的模块图如图1描述。在OFDM***中，输出为N个独立调制载波的输出之和。当这些载波加在一起将出现一个很高的峰值。这将导致一个很高的功率峰均比(Peak Average Power Ratio，简称“PAPR”)问题，这需要发射机的功放以低能效操作在一个很大的线性区域并需要D/A(数/模)转换器和A/D(模/数)转换器具有很大的动态范围，从而提高***实现的开销，并因此成为OFDM的主要缺点。当信道探测序列或报头的PAPR值高于功放的线性范围，信号会被削波(限幅消波)。造成的失真将导致信道估计或者同步的不准确，并导致分组差错率(Packet Error Rate，简称“PER”)的性能劣化。

由此可见，信道探测序列或报头的PAPR值的高低对基于OFDM的***的性能好坏可能有相当大的影响。下面介绍一下几种典型的基于OFDM的***中信道探测序列或报头的情况。

在WRAN(IEEE802.22)中，上行信道探测为基站(Base Station，简称“BS”)得到进行闭环传输的必要下行信息提供了一个快速而有效的方法。对于在OFDM接入方案中分配的探测序列，需要具有不同长度的探测序列。这些频域的序列需要具有恒定的幅度(也就是平坦的频率频谱)，这样对所有的子载波的信道估计准确性才相同。在蜂窝OFDM***中，各小区需要一套(频域)序列，其对应时域序列具有良好的互相关特性，这样合成的相邻小区干扰可以小到可接受范围。为了方便起见，由频域序列进行离散傅立叶逆变换(Inverse Discrete Fourier Transformation，简称“IDFT”)，给出序列的时域序列的互相关函数，简称为某个特定序列的时域相关函数。我们表示一个长度为N的频域序列为s(n)，n＝0，1，...，N-1，其对应的离散时域序列S(k)，k＝0，1，N-1，可由它的IDFT得到，

$S\left(k\right)=\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}s\left(n\right)\exp [-j2\mathrm{\πnk}/N]---\left(1\right)$

它的时域相关函数则是，

$\mathrm{\φ}\left(m\right)=\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{S}_1\left(n\right)S_2^{*}\left((n+m)\mathrm{mod}N\right)---\left(2\right)$

方程中m＝0，1，...，N-1，且()^*表示复共轭。在WiMAX(IEEE802.16)和WRAN(IEEE802.22)里面，具有低峰均功率比的序列也用作报头(Preamble)以做同步及信道估计之功能。

当前的IEEE802.22标准草案提出了两个候选的探测序列，分别是Golay序列和GCL(广义chirp序列)。IEEE802.16e标准里所用的是Golay序列，其PAPR值高于5dB。

IEEE802.22标准草案采用的GCL序列实际上为非常特殊的CAZAC序列(恒定幅度零自相关)，也就是素数长度长的Chu序列。虽然Chu序列的时域互相关函数达到了恒定最小的幅度，时域互相关函数对于所有的循环移位等于序列长度的平方根，但是集合中的不同序列的PAPR也是不同的，当需要的序列数目很大时，最差劣化到7dB。其结果，使用该最差序列的小区里，信道估计的精确度和导致的PER被大大影响。

对于用作报头的二元PN序列，在IEEE802.22里面，PAPR可高达7dB，在IEEE802.16里，也高过4dB。

因为用作探测序列或报头的序列的PAPR值较高，所以要求发射机的功放以低能效操作在一个很大的线性区域，并需要D/A(数/模)转换器和A/D(模/数)转换器具有很大的动态范围，从而提高了***实现的开销。如果序列的PAPR值超过了功放的线性范围，信号会被削波，由此造成的失真将导致信道估计或者同步的不准确，并导致PER的性能劣化。

发明内容

本发明各实施方式要解决的主要技术问题是提供一种基于OFDM的通信方法及***，使得OFDM***的性能得以提高。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种基于OFDM的通信方法，包含以下步骤：

选取初始的恒定幅度零自相关CAZAC序列；

修改初始的CAZAC序列，从修改所得的各序列中保留峰均功率比PAPR值满足预设条件的序列；

使用被保留的序列作为探测序列进行探测分配或作为报头进行信道估计。

本发明的实施方式还提供了一种基于OFDM的通信方法，在进行探测分配或信道估计时，将满足以下特征的长度为N_s的序列s_optimal(n)序列作为探测序列或报头：

s_optimal(n)＝s₁(mod[(δ₂+n)，N_s])exp(i2πnθ/N)

其中，s₁(n)＝s(mod[(δ₁+n)，(N_s+l)])，0＜＝n＜N_s，θ是伪随机相位，N是离散傅立叶变换的大小，δ₁和δ₂是循环移位或偏移参数，l则是截断长度，s(n)是长度为sm²＝(N_s+l)的CAZAC序列。

本发明的实施方式还提供了一种基于OFDM的通信***，包含将满足以下特征的长度为N_s的序列s_optimal(n)序列作为探测序列或报头发送的设备：

s_optimal(n)＝s₁(mod[(δ₂+n)，N_s])exp(i2πnθ/N)

其中，s₁(n)＝s(mod[(δ₁+n)，(N_s+l)])，0＜＝n＜N_s，θ是伪随机相位，N是离散傅立叶变换的大小，δ₁和δ₂是循环移位或偏移参数，l则是截断长度，s(n)是长度为sm²＝(N_s+l)的CAZAC序列。

本发明各实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

本发明提供了一种具有特定特征的序列，并使用这种序列作为探测序列进行探测分配或作为报头进行信道估计，根据仿真结果，这种序列可以有效地降低PAPR值，从而提高OFDM***的性能。

为了得到上述具有较低PAPR值的序列，对初始的CAZAC序列进行修改，通过仿真等手段得到修改后的序列的PAPR值，保留PAPR较好的序列，作为探测序列进行探测分配或作为报头进行信道估计。因为不局限于Golay、GCL等已知序列，而是在较大的范围内进行搜索，所以得到PAPR值更好的序列的可能性大大增加，仿真的结果也证明了可以找到PAPR值比现有技术更好的序列。因为在OFDM***中使用了PAPR值更好的序列，所以能够有效地提高OFDM***的性能。

使用截断和边带不变量转换(如循环移位等)，对初始的CAZAC序列进行修改，可以保持序列的互相关性，并可以从一个初始的CAZAC序列变换出一个集合的序列，从而可以满足探测分配和信道估计的需要。

确定截断长度时，可以先根据仿真结果从PAPR和截断长度的关系中获得最优截断长度的估计值，再在该估计值附近的预定范围内进行搜索，得到使PAPR最低的最优截断长度。因为有预估所以最终得到的结果一般较好，因为只在估计值附近搜索，所以搜索的工作量较小。

对分配到不同小区的每个序列在频域上应用伪随机线性相位移位，或等价于在时域应用伪随机循环移位。从而对每个用户所受到的相邻小区干扰进行了随机化，避免了出现某个用户一直受到最差相邻小区干扰的情况。

附图说明

图1是典型的OFDM***结构图；

图2是根据本发明较佳实施方式的基于OFDM的通信方法流程示意图；

图3是根据本发明较佳实施方式的搜索最优截断长度的流程示意图；

图4是典型的OFDM符号中子载波的分布情况；

图5是本发明与现有技术的仿真结果比较图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

在本发明中，提出一个非常广义的CAZAC序列的构造方法，也就是Mow的归一化完备单位根序列构造法，包括Frank，Chu和GCL序列和他们边带不变量转换版本都被考虑了。通过截断技术和边带不变量转换技术降低这些序列的PAPR值。通过截断技术和循环移位序列同时也可以得到一个具有很好时域互相关平均平方的序列集合。然后对于分配到不同小区的每条序列，加以一个伪随机线性相位移，从而随机化用户所受到的相邻小区干扰。

在本发明的较佳实施方式中，把具有低PAPR的修改过的CAZAC序列用于基于OFDM的***中，作为有效信道探测序列和报头。这些长度为N_s的序列s_optimal(n)可由以下方程(1)给出。

s_optimal(n)＝s₁(mod[(δ₂+n)，N_s])exp(i2πnθ/N)               (1)

其中，s₁(n)＝s(mod[(δ₁+n)，(N_s+l)])，0＜＝n＜N_s，θ是伪随机相位，N是离散傅立叶变换的大小，δ₁和δ₂是循环移位或偏移参数，l则是截断长度，s(n)是长度为sm²＝(N_s+l)的CAZAC序列，可由以下的归一PRUS构造法得到。

$s\left(n\right)=\exp \left(i2\mathrm{\π}\frac{\mathrm{mc}\left(s\right)\mathrm{\α}\left(p\right)k^2+\mathrm{\β}\left(p\right)k+f_p\left(0\right)}{\mathrm{sm}}\right)---\left(2\right)$

$n\∈Z_{{\mathrm{sm}}^2}$ ，p＝mod(n，m)，k＝floor(n/m)

其中，α(p)∈Z_s是任意函数，满足gcd(α(p)，s)＝1， $\∀p\∈Z_m$

β(p)∈Z_sm任意函数，满足mod(β(p)，m)是Z_m的一个排列

f_p(0)， $\∀p\∈Z_m$ ，是任意有理数

PRUS构造法的具体内容可参见文献(Wai Ho Mow，“A New UnifiedConstruction of Perfect Root-or-Unity Sequences”，Proc.IEEE 4th InternationalSymposium on Spread Spectrum Techniques and Applications(ISSSTA′96)，Germany，September 1996，pp.955-959)。

一条长度为N_s＝sm²的PRUS序列可以由方程(2)得到。通过从构造法中选择合适的CAZAC序列，以及对方程(1)中的参数δ₁，δ₂和l赋予合适的值，我们可以得到具有低PAPR值的修改过的CAZAC序列。其中一个优化这些参数值的方法是通过计算机程序搜寻。这里δ1，δ2其实就是循环移位的偏移，而l则是恰当的截断长度。

下面将详细解释如何得到这些具有低PAPR值的修改过的CAZAC序列，相关流程图如图2所示。

在步骤201中，选取初始的CAZAC序列。初始的CAZAC序列从具有最优互相关的完备单位根序列(Perfect Root of Unity Sequences，简称“PRUS”)集合中选取。例如，可以从Chu序列、Frank序列或它们的边带不变量变换结果(如FFT变换结果)中选取初始的CAZAC序列。集合中初始序列的长度可以相同或不同。集合中初始序列长度的间隔要取得足够大，使得时域互相关的峰值在可接受的水平；同时也要取得足够小，使得集合中最劣PAPR值小到可以接受的水平。

此后进入步骤202，修改初始的CAZAC序列。本发明对修改的方式原则上不作限定，在本发明的较佳实施方式中，可以通过以下方式修改初始的CAZAC序列：

A对初始的CAZAC序列或边带不变量转换(如FFT变换)结果进行截断，得到一条较短序列；

B对截断后的序列进行边带不变量转换，例如循环移位。

对于上述操作A，对一个具有比实际应用需要(Ns)更长的序列进行截断以降低其PAPR。最优的，也即对应于最低PAPR的截断长度，取决于所用的序列及原序列的长度，而不是现有技术建议的最小可能值。在截断操作中有两个重要因素：一个是截断长度l；另一个是截断的子序列的偏移δ₁。估计的最优截断长度可从假设δ₂为0时观测的PAPR和截断长度的关系中获得。本发明发现，对应于低PAPR的截断长度通常都不超过原序列长度平方根的4倍。在这个估计最优点附近上、下方向的搜索来决定所需要截断长度的调整。这有助于降低搜索范围并降低在搜索时的计算量。而且，序列可以在被截断之前首先被循环移位以获得不同的PAPR值。因此，在上面的搜索过程中，截断应用到序列的所有循环移位版本以进一步降低序列的PAPR值。总共会有(N_s+l)个循环移位的选择。最优的循环移位δ₁和截断长度l在搜索中被记录。搜索过程如图3所示。

对于上述操作B，一些不改变序列自相关特性的边带不变量的转换，可以应用到序列中以进一步降低PAPR值。本实施方式的变换例子包括FFT和频域中的循环移位。对已截断序列的适当循环移位δ2可以进一步降低PAPR值。操作A和B可以在搜索中结合在一起进行。

对于任何CAZAC序列或者其截断和循环移位版本，其频域的幅度是恒定的，其时域自相关是一个delta函数。通过Parseval’s定理，在两个序列的时域互相关函数平均能量等于其在频域的能量。这意味着，只要序列元素的幅度和长度是固定的，序列的任何修改和转换都不改变其时域互相关能量。

此后进入步骤203，通过仿真得到经修改的序列的PAPR值。计算方法如下。

在一个OFDM符号里，通常左右两边的子载波都会设作零，以作为保护间隔，同时，DC也会设为零。除此以外，相邻数据子载波之间也可以***零。对于抽取因子M，相邻的两个数据子载波之间会有(M-1)个零载波。一个典型的OFDM符号如图4所示。所需的序列长度Ns可由以下得到，

N_s＝floor[(N-Ng_l-Ng_r)/M]                         (3)

其中N是FFT的长度，Ngl和Ngr分别是左右两边的保护子载波数目，而M则是抽取因子，而floor(x)则表示不超过x的最大整数。

在使用FFT实现的OFDM***中，一个OFDM符号s’(n)，n＝0，1，...，N-1，的PAPR以分贝为单位的计算公式如下：

$\mathrm{PAPR}=10\log \left[\underset{k\∈[0,\mathrm{DN}-1]}{\max }\frac{{\left|\left(\underset{n=0}{\overset{\mathrm{DN}-1}{\mathrm{\Σ}}}{s}^{\′}\left(n\right)\exp \right[-j2\mathrm{\πnk}/\left(\mathrm{DN}\right)\left]\right)\right|}^2}{\frac{1}{\mathrm{DN}}\underset{k=0}{\overset{\mathrm{DN}-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\left(\underset{n=0}{\overset{\mathrm{DN}-1}{\mathrm{\Σ}}}{s}^{\′}\left(n\right)\exp \right[-j2\mathrm{\πnk}/\left(\mathrm{DN}\right)\left]\right)\right|}^2}\right]---\left(4\right)$

其中，N是FFT的大小，D是过采样因子并至少选择为4。OFDM符号s’(n)，n＝0，1，...，N-1，可以以一长度为Ns的序列得到，如下，

使用上述公式4，就可以以仿真手段计算出经修改的序列的PAPR值。

此后进入步骤204，判断经修改的序列的PAPR值是否满足预设条件，如果是则进入步骤205，保留该序列作为探测序列进行探测分配或作为报头进行信道估计，否则进入步骤206，丢弃该序列。

预设条件可以是被保留的序列的PAPR值小于初始序列的PAPR值；或者，被保留的序列的PAPR值小于预设门限。

在步骤205和步骤206之后，回到步骤202，对初始的CAZAC序列继续进行修改。对初始的CAZAC序列尝试完预先设定的若干种修改方式后，可以得到一个被保留的序列的集合，该集合中的序列的PAPR值都可以满足预设条件。

虽然对于任何两个单位幅度的CAZAC序列，其时域的互相关函数的平均能量等于FFT的大小N，互相关的形状可以通过调整它们的在截断之前的长度差来控制。这提供了在大集合大小，低PAPR值和低最大互相关级别的一个综合考虑。假定具有最小PAPR的最优截断长度为l。取值l是利用本文档前面描述的截断过程决定的。当选择Chu序列到集合中，集合的第一个序列是通过截断Chu序列的长度(Ns+l)到长度Ns得到。更多的序列可通过搜索长度在[Ns+1-Δ/2，Ns+1+Δ/2]范围的Chu序列，然后截断到Ns得到的，在这里Δ是搜索是最大的阶段差。这些序列的PAPR接近最小值。同时，当截断长度差增加，两个序列的最大时域互相关可以被降低。当选择Frank序列到集合，所有的序列被截断相同的长度l。但是，集合中序列的截断开始位置以及截断后的循环移位是不同的。只有具有低PAPR值的序列被选到集合。

通过以上方法得到一个被保留的序列的集合之后，对分配到不同小区的每个序列应用伪随机线性相位，也等同于时域互相关函数上的伪随机循环移位，其目的是为了随机化每个用户所受到的相邻小区干扰。根据Parseval’s定理，时域互相关函数的平均能量是不变的。通过随机化最大互相关出现的位置，避免了出现某个用户一直受到最差相邻小区干扰的情况。需要注意的是在频域上的线性相位相当于在时域的循环移位。因此，这个操作没有改变其PAPR值。

伪随机相位移位可以是一个小区或扇区索引、和/或用户索引、和/或信息包号码的函数。

在现有技术中，集合中的序列是从同一个CAZAC序列类型中挑选的，比如Chu序列。而且，满足互相关特征的序列集合，是对序列应用不同抽取因子构造的，而不是通过截断和循环移位技术得到。

下面以一个简单的例子解释如何可以通过对一条初始的Frank序列进行合适的截断和循环移位，以得到一条长度为32的低PAPR的修改过的CAZAC序列，

1.构造长度为36，49和64的Frank序列。通常最优的截断长度l不会超过原序列长度平方根的4倍，所以我们可以限制最大的原始序列长

度为64。

2.对于以上每条Frank序列(分别对应于截断长度4，17和32)进行所有可能的循环移位(分别对应于循环移位参数δ1在【0，35】，【0，48】和【0，63】这些范围内选取)，并把移位之后的序列的后部分截断，以得到长度32的序列。

3.对于步骤2所得到的每条长度32的序列再进行32个可能的循环移位(对应于δ2在【0，31】的范围内选取)，并计算这些序列对应的PAPR值。这些PAPR值和它们对应的参数值δ1，δ2和1记录起来。

4.对步骤3得到的PAPR值进行排列，从而确定对应于最小PAPR值的序列。

从以上这个简单例子，我们可以得到一条长度32的序列，其PAPR值为2.07dB。对应的参数值δ1＝15，δ2＝4，1＝4，而所得序列为[-1，1，-1，1，-1，1，-0.5000-0.8660i，-0.5000+0.8660i，1，-0.5000-0.8660i，-0.5000+0.8660i，1，0.5000-0.8660i，-0.5000-0.8660i，-1，-0.5000+0.8660i，0.5000+0.8660i，1，1，1，1，1，1，1，0.5000+0.8660i，-0.5000+0.8660i，-1，-0.5000-0.8660i，1，-0.5000+0.8660i，-0.5000-0.8660i，1]。

下面给出一些仿真结果。

方程(1)给出了本发明的低PAPR值的修改过的CAZAC序列。我们将列举一些方程中参数值的可能选择和对应的PAPR值。在下面例子里，我们采用了IEEE802.22里面的设置，也即FFT的大小是2048，左右分别各有160和159个零子载波，DC载波也被设做零。单条序列的PAPR值和它们对应的参数值δ₁，δ₂和l列在表1里。IEEE802.22里作为报头的PN序列的PAPR值也列出，作为比较。

表1PAPR值的改进和合适的参数值

FFT大小＝2048  零子载波  [160，DC，159]

IEEE  802.22的  PN序列

δ<sub>1</sub>

δ<sub>2</sub>

l

本发明的修  改过的

[0085]

					CAZAC序列
						抽取因子＝4帧短报头(Frame Short Preamble)	8.62dB	158	0	51	1.94dB
抽取因子＝2帧长报头(Frame Long Preamble)	10.78dB	33	0	35	1.75dB
						抽取因子＝4超级帧短报头(Superframe ShortPreamble)	7.86dB	0	0	21	1.85dB
抽取因子＝2超级帧长报头(Superframe LongPreamble)	9.42dB	28	0	27	1.83dB

在公开的技术文件(IEEE 802.16e-2005，“IEEE Standard for Local and Metropolitan AreaNetworks-Part 16：Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems”，IEEE Standard，28Feb 2006)里，114条PN序列被用作报头(Preamble)。它们的PAPR值高过4dB。这些数值，还有本发明的修改过的CAZAC序列的PAPR值，以及传统的Chu序列集合的PAPR值如图5所示。图5中有三条数据线，按从上向下顺序，第一条为802.16中的PN序列，第二条为Chu序列，第三条为根据本发明方案修改的CAZAC序列。可以看到，与PN序列相比，本发明的序列的PAPR减少了3dB。同时我们注意到该修改过的CAZAC序列集合也可用作信道探测序列。

本发明的技术方案可应用于各种基于OFDM的通信***中，例如WLAN、DVB、WiMAX、WRAN等等。下面举一个将本发明的技术方案应用在WRAN***的探测序列的例子。

WRAN是一种使用54到862MHz之间的UHF/VHF TV频段的固定的点到多点的网络。在WRAN标准，正交频分多址接入(Orthogonal FrequencyMultiple Access，简称“OFDMA”)被采纳以支持多用户。由于FFT的输出是相互独立的子载波之和，导致幅度可以在很大的范围波动。因此大的峰值将出现在所有子载波的一致相加。具有高PAPR，功放被要求工作在很宽的线性范围并且D/A和A/D转换器也要求很高的动态范围，这样提高了实现的开销。当对信号使用消波技术的时候，导致的失真将使得***的PER性能劣化。本发明适用于WRAN***的探测序列。一些理由如下：

由于WRAN使用OFDM技术，所以需要考虑PAPR。应用本发明的技术方案可以降低PAPR值，从而降低了***的开销并提高了***的性能。

在WRAN中需要一些不同长度的探测序列，满足一定的自相关以及互相关特性，本发明的技术方案解决了这个问题。

本发明的技术方案提出的经修改的CAZAC序列也可用于设计OFDM***中的报头(Preamble)，用于减低PAPR值和相邻小区干扰。

综上所述，在本发明的实施方式中，对初始的CAZAC序列进行修改，通过仿真等手段得到修改后的序列的PAPR值，保留PAPR较好的序列，作为探测序列进行探测分配或作为报头进行信道估计。因为不局限于Golay、GCL等已知序列，而是在较大的范围内进行搜索，所以得到PAPR值更好的序列的可能性大大增加，仿真的结果也证明了可以找到PAPR值比现有技术更好的序列。因为在OFDM***中使用了PAPR值更好的序列，所以能够有效地提高OFDM***的性能。

使用截断和边带不变量转换(如循环移位等)，对初始的CAZAC序列进行修改，可以保持序列的互相关性，并可以从一个初始的CAZAC序列变换出一个集合的序列，从而可以满足探测分配和信道估计的需要。

确定截断长度时，可以先根据仿真结果从PAPR和截断长度的关系中获得最优截断长度的估计值，再在该估计值附近的预定范围内进行搜索，得到使PAPR最低的最优截断长度。因为有预估所以最终得到的结果一般较好，因为只在估计值附近搜索，所以搜索的工作量较小。

对分配到不同小区的每个序列在频域上应用伪随机线性相位移位，或等价于在时域应用伪随机循环移位。从而对每个用户所受到的相邻小区干扰进行了随机化，避免了出现某个用户一直受到最差相邻小区干扰的情况。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (15)

1.一种基于正交频分复用OFDM的通信方法，其特征在于，包含以下步骤：

选取初始的恒定幅度零自相关CAZAC序列；

修改所述初始的CAZAC序列，从修改所得的各序列中保留峰均功率比PAPR值满足预设条件的序列；

使用所述被保留的序列作为探测序列进行探测分配或作为报头进行信道估计。

2.根据权利要求1所述的基于OFDM的通信方法，其特征在于，所述初始的CAZAC序列从具有最优互相关的完备单位根序列PRUS集合中选取。

3.根据权利要求2所述的基于OFDM的通信方法，其特征在于，所述初始的CAZAC序列从以下序列或其边带不变量变换结果中选取：

Chu序列，Frank序列。

4.根据权利要求2所述的基于OFDM的通信方法，其特征在于，所述初始序列从长度相同或不同的PRUS集合中选取。

5.根据权利要求1所述的基于OFDM的通信方法，其特征在于，所述预设条件是：

所述被保留的序列的PAPR值小于所述初始序列的PAPR值；或

所述被保留的序列的PAPR值小于预设门限。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的基于OFDM的通信方法，其特征在于，通过以下步骤修改所述初始的CAZAC序列：

对所述初始的CAZAC序列进行截断后再进行边带不变量转换。

7.根据权利要求6所述的基于OFDM的通信方法，其特征在于，所述截断的长度通过以下方式得到：

根据仿真结果从PAPR和截断长度的关系中获得最优截断长度的估计值；

在所述估计值附近的预定范围内进行搜索，得到使PAPR最低的最优截断长度。

8.根据权利要求6所述的基于OFDM的通信方法，其特征在于，所述边带不变量转换包含循环移位或快速傅里叶变换。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的基于OFDM的通信方法，其特征在于，还包含以下步骤：

对分配到不同小区的每个序列在频域上应用伪随机线性相位移位，或等价于在时域应用伪随机循环移位。

10.根据权利要求9所述的基于OFDM的通信方法，其特征在于，所述伪随机相位移位是一个小区或扇区索引、用户索引、信息包号码中至少一项的函数。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的基于OFDM的通信方法，其特征在于，各所述序列的PAPR值通过仿真得到。

12.一种基于OFDM的通信方法，其特征在于，

在进行探测分配或信道估计时，将满足以下特征的长度为N_s的序列S_optimal(n)序列作为探测序列或报头：

S_optimal(n)＝s₁(mod[(δ₂+n)，N_s])exp(i2πnθ/N)

其中，s₁(n)＝s(mod[(δ₁+n)，(N_s+l)])，0＜＝n＜N_s，θ是伪随机相位，N是离散傅立叶变换的大小，δ₁和δ₂是循环移位或偏移参数，l则是截断长度，s(n)是长度为sm²＝(N_s+l)的CAZAC序列。

13.根据权利要求12所述的基于OFDM的通信方法，其特征在于，所述CAZAC序列通过以下PRUS构造法得到：

p＝mod(n，m)，k＝floor(n/m)

其中，α(p)∈Z_s是任意函数，满足gcd(α(p)，s)＝1，

β(p)∈Z_sm任意函数，满足mod(β(p)，m)是Z_m的一个排列

f_p(0)，

，是任意有理数。

14.一种基于OFDM的通信***，其特征在于，包含将满足以下特征的长度为N_s的序列S_optimal(n)序列作为探测序列或报头发送的设备：

s_optimal(n)＝a₁(mod[(δ₂+n)，N_s])exp(i2πnθ/N)

其中，s₁(n)＝s(mod[(δ₁+n)，(N_s+l)])，0＜＝n＜N_s，θ是伪随机相位，N是离散傅立叶变换的大小，δ₁和δ₂是循环移位或偏移参数，l则是截断长度，s(n)是长度为sm²＝(N_s+l)的CAZAC序列。

15.根据权利要求14所述的基于OFDM的通信***，其特征在于，

所述通信***包括无线局域网、数字视频广播、微波接入全球互通、或无线区域网络。

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