[发明专利]基于预编码降低多天线PAPR的方法及MIMO系统

权利要求书

1.一种基于预编码降低多天线峰值平均功率比(PAPR)的方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：

步骤1)、提供有用信号数据流和随机产生的N组虚拟信号数据流，其中，N为大于等于2的正整数；

步骤2)、将所述N组虚拟信号数据流分别与所述有用信号数据流通过预编码映射到发射天线上，得到N组预发射信号；所述预编码中采用的预编码矩阵为块对角化预编码矩阵；所述预编码矩阵满足条件：Q(k)＝[Q₁(k)，Q₂(k)]，H(k)Q₂(k)＝H₂(k)Q₁(k)＝0，其中，Q(k)为预编码矩阵，Q₁(k)是有用信号数据流的预编码矩阵，Q₂(k)是虚拟信号数据流的预编码矩阵，H₂(k)为发射端到虚拟接收端的信道状态信息，H(k)为发射端到用户接收端的信道状态信息；

步骤3)、对所述N组预发射信号进行快速傅里叶逆变换；

步骤4)、计算每组预发射信号的PAPR，并作比较，选择所述N组预发射信号中PAPR最小的一组预发射信号进行发送。

2.根据权利要求1所述的基于预编码降低多天线PAPR的方法，其特征在于，在所述步骤1)中，还包括通过正交振幅调制或正交相移键控调制方法调制所述有用信号数据流和所述N组虚拟信号数据流。

3.根据权利要求2所述的基于预编码降低多天线PAPR的方法，其特征在于，在所述步骤1)中，通过蒙特·卡罗方法随机产生所述N组虚拟信号数据流。

4.根据权利要求1所述的基于预编码降低多天线PAPR的方法，其特征在于，在所述步骤2)中，还包括归一化所述有用信号数据流的功率和所述虚拟信号数据流的功率，得到有用信号数据流的功率与虚拟信号数据流的功率比值。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于预编码降低多天线PAPR的方法，其特征在于，所述基于预编码降低多天线PAPR的方法适用场景包括多用户MIMO场景和大规模MIMO场景。

6.一种基于预编码降低多天线PAPR的MIMO系统，所述MIMO系统包括发送端和接收端，其特征在于，所述发送端至少包括：

信号调制器，接收不同功率的有用信号数据流和不同功率的虚拟信号数据流，适于对所述有用信号数据流和虚拟信号数据流进行调制；

预编码模块，所述预编码模块的输入端连接所述信号调制器的输出端，适于对调制后的所述有用信号数据流和虚拟信号数据流进行预编码以得到若干预发射信号，其中，所述预发射信号的数量与所述虚拟信号数据流的数量一致；所述预编码模块中采用的预编码矩阵为块对角化预编码矩阵；所述预编码矩阵满足条件：Q(k)＝[Q₁(k)，Q₂(k)]，H(k)Q₂(k)＝H₂(k)Q₁(k)＝0，其中，Q(k)为预编码矩阵，Q₁(k)是有用信号数据流的预编码矩阵，Q₂(k)是虚拟信号数据流的预编码矩阵，H₂(k)为发射端到虚拟接收端的信道状态信息，H(k)为发射端到用户接收端的信道状态信息；

傅里叶逆变换模块，所述傅里叶逆变换模块的输入端连接所述预编码模块的输出端，适于分别对各预发射信号进行傅里叶逆变换；

功率放大器，所述功率放大器的输入端连接所述傅里叶逆变换模块的输出端，适于对所述傅里叶逆变换模块的输出信号进行功率放大；

发送天线，所述发送天线的输入端连接所述功率放大器的输出端，适于对所述功率放大器的输出信号进行无线发送。

7.根据权利要求6所述的基于预编码降低多天线PAPR的MIMO系统，其特征在于，所述MIMO系统还包括产生虚拟信号数据流的随机信号产生模块，所述随机信号产生模块的输出端连接所述信号调制器的输入端。