降低大规模MIMO‑OFDM下行链路功峰均比的方法技术

技术编号:12074200 阅读:157 留言:0更新日期:2015-09-18 10:07
本发明专利技术属于无线通信的信号处理领域,尤其涉及在大规模MIMO‐OFDM下行链路中降低信号功峰均比(Peak‐to‐Average Power Ratio,PAPR)的方法。本发明专利技术首先把预编码约束、OFDM调制联合表示成一个欠定的方程组,然后建立一个能够促进低PAPR特征的先验模型,最后利用最大期望(Expectation‑Maximization,EM)和广义近似消息传递(Generalized Approximate Message Passing,GAMP)算法设计出一个能够求取低PAPR解的算法。本发明专利技术利用大规模MIMO‑OFDM系统中基站端大量天线所提供的自由度,降低下行链路发送信号的PAPR。所得到的发送信号的能量非常集中,在发送天线足够多的情况下信号趋于恒包络状态,使得射频电路并不需要昂贵的线性功率放大器,这样能够有效降低未来基站的建设成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信的信号处理领域,尤其涉及在大规模MIMO-OFDM下行链路中降低信号功峰均比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)的方法。
技术介绍
由于大规模MIMO能够满足日益增长的通信速率和容量需求,受到了业界的广发关注。因为OFDM技术能很容易地应用到MIMO系统中,MIMO-OFDM已经被默认为下一代无线通信系统空口方案。OFDM调制是一种把不同数据分别映射到相互正交的子载波上的技术,能够有效对抗频率选择性衰落且实现简单,被广泛应用于各种通信系统,例如:LTE与WIFI。但是,OFDM调制信号是多个独立载波的线性叠加,通常具有很高的PAPR,使得OFDM系统的射频电路需要一个成本很高的线性放大器。在传统的SISO-OFDM系统中,已有很多成熟的降低PAPR的方法,它们通常在发射端把原始的高PAPR信号压缩成一个低PAPR信号发射出去,同时给用户发射一个能够正确解调此信号的附加信息。但是,多用户MIMO系统中,接收端的用户不可能本文档来自技高网...
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【技术保护点】
降低大规模MIMO‑OFDM下行链路功峰均比的方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、计算联合预编码与OFDM调制的信号模型y=Ax,具体为:S11、将大规模MIMO‑OFDM下行链路的预编码约束与大规模MIMO‑OFDM下行链路的OFDM调制联合表示成一个线性方程组其中,为块对角矩阵,所述由个信道矩阵Hn与个M维单位阵组成,T为把预编码后的信号分配到各个发送天线的置换矩阵,为块对角矩阵,所述由M个N维离散傅里叶反变换矩阵组成,为未知量,[*]T表示矩阵的转置,|*|表示集合内元素的个数;S12、将S11所述复数方程组变换到实数域:y=Ax,令x的维度为I,y的维度为J,其中,S2、引入先验模型...

【技术特征摘要】
1.降低大规模MIMO-OFDM下行链路功峰均比的方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、计算联合预编码与OFDM调制的信号模型y=Ax,具体为:
S11、将大规模MIMO-OFDM下行链路的预编码约束与大规模MIMO-OFDM下
行链路的OFDM调制联合表示成一个线性方程组其中,为块对角矩阵,所述由个信道矩阵Hn与个M
维单位阵组成,T为把预编码后的信号分配到各个发送天线的置换矩阵,为块对角矩阵,所述由M个N维离散傅里叶反变换矩阵组成,为未知量,[*]T表
示矩阵的转置,|*|表示集合内元素的个数;
S12、将S11所述复数方程组变换到实数域:y=Ax,令x的维度为I,y的
维度为J,其中,S2、引入先验模型,具体为:
S21、令S1所述x的每个元素独立,对所述x引入截断高斯混合模型先验
其中,i=1,...,I,所述x的第i个元
素xi∈[-v,v],αi1和αi2为高斯逆方差,κi为取值为0和1的离散变量,v为先验的
边界,归一化因子ηi1=12-Φ(-2vαi1),]]>归一化因子ηi2=Φ(2vαi2)-12;]]>S22、对S11所述线性方程引入一个均值为零,逆方差为β的高斯噪声;
S3、迭代更新,输出具体如下:
S31、初始化,对所有j=1,...,J:对所有i=1,...,I:αi1(0)=αi2(0)=1,κi(0)=1/2,v(0)=||y||∞/||A||∞,令迭代次数t=1;
S32、运用GAMP计算近似后验分布,具体如下:
对所有j=1,...,J,
其中,上标*p起区分作用,表示与S12所述x相关的函数,
Aji表示S12所述矩阵A的第j行第i列元素,表示S12所述矩阵A的第j行第i列
元素的平方,
p^j(t)=ΣiAjix^i(t)-τjp(t)s^j(t-1),]]>其中,为中间参数,
τjz(t)=τjp(t)/(τjp(t)β+1),]]>其中,上标*z起区分作用,
z^j(t)=τjz(t)(yjβ+p^j(t)/τjp(t)),]]>其中,为中间参数,
s^j(t)=(z^j(t)-p^j(t))/τjp(t),]]>其中,为中间参数,
τjs(t)=(1-τjz(t)/τj...

【专利技术属性】
技术研发人员:方俊包恒耀
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:四川;51

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