[发明专利]降低多用户大规模MIMO-OFDM系统峰均功率比的方法及系统

说明书

本发明公开了一种降低多用户大规模MIMO‑OFDM系统峰均功率比的方法及系统，所述的方法通过计算输入信号矩阵的峰均功率比，然后计算列向量，使用列向量替换输入信号矩阵的列，从而得到新的输入信号矩阵，再计算新的输入信号矩阵的峰均功率比，比较判决替换前后的输入矩阵的峰均功率比，并不断更新输入信号矩阵，从而对信号进行多次迭代重构；所述的系统包括矩阵列选择模块、解向量生成模块、加权系数集合模块、加权求和模块、列替换模块、PAPR计算模块、判决模块和信号选择模块。本发明充分利用大规模天线系统自身特点，计算复杂度低，应用于无线通信领域，能够提高通信可靠性，降低成本。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体是一种降低多用户大规模MIMO-OFDM系统峰均功率比的方法及系统。

背景技术

MIMO技术能够在不增加传输信道带宽的条件下成倍的提高无线信道的容量，因而被认为是现代通信技术中的重大突破之一，大规模MIMO作为传统MIMO技术的延伸,可以大幅度提升吞吐率和能量效率，并被认为是5G的关键技术之一。

OFDM技术作为一种多载波数字调制技术，采用频分复用的方法有效地利用了频谱，同时OFDM技术将信道分成若干正交子信道，每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上可以看成平坦性衰落，从而可以消除码间串扰。因此，OFDM技术也因其高频谱效率和抗码间串扰特性而被广泛应用于无线通信中。

基于OFDM技术的大规模MIMO系统(MIMO-OFDM)是5G的一项重要技术，它一方面利用MIMO提高频谱效率，另一方面又利用OFDM均衡技术克服了频率选择性衰落。但大规模MIMO-OFDM系统也面临一些不足之处，其中一个很大的缺点就是OFDM多载波引起的高峰均功率比PAPR。

为降低MIMO-OFDM系统的PAPR，常见的做法是将应用于单天线的降低PAPR的方法直接运用于MIMO-OFDM系统的多天线中。但这些做法都没有利用到MIMO系统自身的特点，设计复杂，可靠性差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种降低多用户大规模MIMO-OFDM系统峰均功率比的方法及系统，充分利用大规模MIMO系统天线众多而带来的大的空间自由度来降低系统的峰均功率比PAPR，以至少实现降低设计复杂度、提高通信可靠性的效果。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种降低多用户大规模MIMO-OFDM系统峰均功率比的方法，它包括以下步骤：

S1：第一计算，计算输入信号矩阵X的峰均功率比PAPR_x；

S2：第二计算，通过对信道矩阵的解向量进行加权，对加权变换后的解向量和输入信号矩阵X的列求和，计算得到列向量g；

S3：替换，用列向量g替换输入信号矩阵X的对应列，得到矩阵Y；

S4：第三计算，计算矩阵Y的峰均功率比PAPR_y；

S5：判决更新，判决输入信号矩阵X和矩阵Y的峰均功率比，更新输入信号矩阵X为PAPR较小的那一个。

进一步的，在步骤S1中：

对输入信号矩阵X的每行分别求PAPR_x(i,:)，并比较各行的PAPR_x(i,:)大小，选择最大值PAPR_x(i,:)作为MIMO-OFDM系统的PAPR_x，即：

PAPR_x＝max(PAPR_x(i,:))

其中，i为第i行，1≤i≤n，n为输入信号矩阵X的行数。

进一步的，在步骤S2中：