14、通信系统中的信号处理与能耗管理技术解析

通信系统中的信号处理与能耗管理技术解析

1. SC - FDMA信号的PAPR及相关处理方法

1.1 SC - FDMA信号的PAPR

SC - FDMA可视为离散傅里叶变换（DFT）扩展的正交频分多址（OFDMA）。在进行OFDMA调制之前，时域数据符号通过DFT转换到频域。其发射机的工作流程如下：
1. 将调制符号分组，每组包含N个符号。
2. 通过N点DFT将每个时域数据块转换为频域数据块。
3. 将N点DFT的每个输出映射到M个正交子载波之一。
4. 通过M点IDFT将子载波映射输出转换为复时域信号$x_m$。

PAPR（峰均功率比）的计算公式为：
$PAPR = \frac{\max_{m = 0,1,\cdots,M - 1}|x_m|^2}{\frac{1}{M}\sum_{m = 0}^{M - 1}|x_m|^2}$

1.2 音调预留法（Tone Reservation Method）

音调预留法是通过在时域数据信号中添加时域PAPR降低信号来降低其峰值。发射机和接收机约定预留一小部分音调用于生成PAPR降低信号，这些预留音调不用于数据传输。使用该方法时，新的时域向量$x$可表示为：
$x = x + c = IDFT(X + C)$
其中，$c$是频域PAPR降低向量$C$对应的时域PAPR降低向量，$x$是频域数据向量$X$对应的时域数据向量，且$X$和$C$必须位于不相交的频域子空间。该方法无需任何边信息和接收机操作。

1.3 基于TR方法的原始方法

基于TR方法的原始方法使用一个预留子载波生成时