[发明专利]一种适用于降低MIMO-OFDM系统峰均比的低复杂度方法

说明书

本发明公开了一种适用于降低MIMO‑OFDM系统峰均比的低复杂度方法，包括如下步骤：设定基站配置数据，定义用于数据传输的子载波集合以及信号向量s_n；对信号向量s_n进行处理得到频域发射信号；通过频域发射信号获取到时域发射信号，对时域发射信号填加CP，定义OFDM调制后的基带发射信号；采用PAPR来衡量基带发射信号的波动，采用互补累积分布函数衡量PAPR；利用设计好的加速近端梯度算法将消除多用户间干扰、OFDM调制和降低PAPR联合成凸优化问题，求解该凸优化问题。本发明能够减少多用户间的干扰且有效地降低PAPR值，并且使用APGM方法只需很少的迭代次数就可以降低发送信号的PAPR，提高了系统运行效率，且不会影响系统的SER性能，更符合工程实际中的应用。

技术领域

本发明属于无线通信领域，具体涉及一种适用于降低MIMO-OFDM系统峰均比的低复杂度方法。

背景技术

大规模多用户多输入多输出(MIMO)技术被认为是5G中关键技术之一，大规模天线阵列技术可以适配MIMO系统，从而提升无线信道的空间自由度，带来更高的数据速率和传输可靠性。正交频分复用(OFDM)是重要的多载波调制技术，通过分解宽带信道变为几个独立的窄带信道，可以很好的解决频率选择性衰落问题。将OFDM技术与MIMO系统相结合可以发挥二者的优势，实现更快的通信速率、更高的频谱利用率，此系统已经被认定为是未来几代无线通信中可靠的技术。

但OFDM作为一种多载波技术，当各载波频谱相同或相近时容易导致信号的包络起伏较大，进而导致信号的峰值平均功率比(PAPR)较高。高峰均比信号通常需要带有较大反馈的功率放大器，这就增加了模数转换器和数模转换器的复杂性，同时对发射机内放大器的线性也提出了很高的要求，由此可能导致信号畸变，使信号的频谱发生变化，导致系统的性能严重恶化。而在将大规模多用户MIMO(MMU-MIMO)技术应用到工程实际时，必须要求基站使用低功耗的射频链路和低功耗功率高效的射频功率放大器，这就需要发射信号具有较低的PAPR。为了满足MMU-MIMO技术中必须使用低功耗功率高效的功率放大器和减少多用户间的干扰这两个要求，迫切需要使用更加有效的方法来降低系统的PAPR。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种适用于降低MIMO-OFDM系统峰均比的低复杂度方法，其在大规模多用户MIMO-OFDM系统的下行链路中可以有效的抑制发射信号的PAPR，同时系统的误符号率保持良好的状态，与其他方法相比只需很少的迭代次数就可以达到很好的效果。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种适用于降低MIMO-OFDM系统峰均比的低复杂度方法，包括如下步骤：

S1：设定基站配置数据，定义用于数据传输的子载波集合以及信号向量s_n；

S2：采用MU预编码消除多用户间干扰：

设计信号向量s_n，对信号向量s_n进行处理得到频域发射信号；

S3：OFDM调制：

通过频域发射信号获取到时域发射信号，对时域发射信号填加循环前缀(CP)，对于给定的频域发射信号，定义OFDM调制后的基带发射信号；

S4：降低PAPR：

采用PAPR来衡量基带发射信号的波动，PAPR表示信号功率的峰值与均值之比，采用互补累积分布函数(CCDF)衡量PAPR；

S5：利用设计好的加速近端梯度算法将消除多用户间干扰、OFDM调制和降低PAPR联合成凸优化问题，求解该凸优化问题。