[發(fā)明專利]一種適用于降低MIMO-OFDM系統(tǒng)峰均比的低復(fù)雜度方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110593445.5
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113315732B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王亞軍;華磊;陳珍惠
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04B7/0452
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 向文

本發(fā)明公開了一種適用于降低MIMO?OFDM系統(tǒng)峰均比的低復(fù)雜度方法，包括如下步驟：設(shè)定基站配置數(shù)據(jù)，定義用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖虞d波集合以及信號向量s_n；對信號向量s_n進(jìn)行處理得到頻域發(fā)射信號；通過頻域發(fā)射信號獲取到時(shí)域發(fā)射信號，對時(shí)域發(fā)射信號填加CP，定義OFDM調(diào)制后的基帶發(fā)射信號；采用PAPR來衡量基帶發(fā)射信號的波動，采用互補(bǔ)累積分布函數(shù)衡量PAPR；利用設(shè)計(jì)好的加速近端梯度算法將消除多用戶間干擾、OFDM調(diào)制和降低PAPR聯(lián)合成凸優(yōu)化問題，求解該凸優(yōu)化問題。本發(fā)明能夠減少多用戶間的干擾且有效地降低PAPR值，并且使用APGM方法只需很少的迭代次數(shù)就可以降低發(fā)送信號的PAPR，提高了系統(tǒng)運(yùn)行效率，且不會影響系統(tǒng)的SER性能，更符合工程實(shí)際中的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信領(lǐng)域，具體涉及一種適用于降低MIMO-OFDM系統(tǒng)峰均比的低復(fù)雜度方法。

背景技術(shù)

大規(guī)模多用戶多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)被認(rèn)為是5G中關(guān)鍵技術(shù)之一，大規(guī)模天線陣列技術(shù)可以適配MIMO系統(tǒng)，從而提升無線信道的空間自由度，帶來更高的數(shù)據(jù)速率和傳輸可靠性。正交頻分復(fù)用(OFDM)是重要的多載波調(diào)制技術(shù)，通過分解寬帶信道變?yōu)閹讉€(gè)獨(dú)立的窄帶信道，可以很好的解決頻率選擇性衰落問題。將OFDM技術(shù)與MIMO系統(tǒng)相結(jié)合可以發(fā)揮二者的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)更快的通信速率、更高的頻譜利用率，此系統(tǒng)已經(jīng)被認(rèn)定為是未來幾代無線通信中可靠的技術(shù)。

但OFDM作為一種多載波技術(shù)，當(dāng)各載波頻譜相同或相近時(shí)容易導(dǎo)致信號的包絡(luò)起伏較大，進(jìn)而導(dǎo)致信號的峰值平均功率比(PAPR)較高。高峰均比信號通常需要帶有較大反饋的功率放大器，這就增加了模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器的復(fù)雜性，同時(shí)對發(fā)射機(jī)內(nèi)放大器的線性也提出了很高的要求，由此可能導(dǎo)致信號畸變，使信號的頻譜發(fā)生變化，導(dǎo)致系統(tǒng)的性能嚴(yán)重惡化。而在將大規(guī)模多用戶MIMO(MMU-MIMO)技術(shù)應(yīng)用到工程實(shí)際時(shí)，必須要求基站使用低功耗的射頻鏈路和低功耗功率高效的射頻功率放大器，這就需要發(fā)射信號具有較低的PAPR。為了滿足MMU-MIMO技術(shù)中必須使用低功耗功率高效的功率放大器和減少多用戶間的干擾這兩個(gè)要求，迫切需要使用更加有效的方法來降低系統(tǒng)的PAPR。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種適用于降低MIMO-OFDM系統(tǒng)峰均比的低復(fù)雜度方法，其在大規(guī)模多用戶MIMO-OFDM系統(tǒng)的下行鏈路中可以有效的抑制發(fā)射信號的PAPR，同時(shí)系統(tǒng)的誤符號率保持良好的狀態(tài)，與其他方法相比只需很少的迭代次數(shù)就可以達(dá)到很好的效果。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種適用于降低MIMO-OFDM系統(tǒng)峰均比的低復(fù)雜度方法，包括如下步驟：

S1：設(shè)定基站配置數(shù)據(jù)，定義用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖虞d波集合以及信號向量s_n；

S2：采用MU預(yù)編碼消除多用戶間干擾：

設(shè)計(jì)信號向量s_n，對信號向量s_n進(jìn)行處理得到頻域發(fā)射信號；

S3：OFDM調(diào)制：

通過頻域發(fā)射信號獲取到時(shí)域發(fā)射信號，對時(shí)域發(fā)射信號填加循環(huán)前綴(CP)，對于給定的頻域發(fā)射信號，定義OFDM調(diào)制后的基帶發(fā)射信號；

S4：降低PAPR：

采用PAPR來衡量基帶發(fā)射信號的波動，PAPR表示信號功率的峰值與均值之比，采用互補(bǔ)累積分布函數(shù)(CCDF)衡量PAPR；

S5：利用設(shè)計(jì)好的加速近端梯度算法將消除多用戶間干擾、OFDM調(diào)制和降低PAPR聯(lián)合成凸優(yōu)化問題，求解該凸優(yōu)化問題。