大規(guī)模MIMO-OFDM系統(tǒng)的下行峰均比抑制技術(shù)研究.pdf

1、本文主要研究了大規(guī)模多輸入-多輸出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）正交頻分復(fù)用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）系統(tǒng)下行鏈路的峰均比（Peak-to-Average Power Ratio，PAPR）抑制問(wèn)題。在未來(lái)的大規(guī)模MIMO-OFDM系統(tǒng)中，基站可能會(huì)配備上百根發(fā)射天線，而同時(shí)服務(wù)的用戶數(shù)可能只有十幾個(gè)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于發(fā)射天線數(shù)。

2、這就為PAPR的抑制提供了大量的自由度，使得我們可以在不明顯損失系統(tǒng)性能的情況下，設(shè)計(jì)出高速有效的PAPR抑制方案。利用發(fā)射天線的額外自由度，本文提出了兩種PAPR抑制方法。
　　本文首先討論了利用預(yù)編碼自由度來(lái)設(shè)計(jì)PAPR抑制方法的基本思想，然后設(shè)計(jì)了一種基于貝葉斯學(xué)習(xí)的PAPR抑制算法，其利用預(yù)編碼的自由度，把多用戶預(yù)編碼約束、OFDM調(diào)制聯(lián)合建立成一個(gè)欠定的線性方程組，然后利用貝葉斯學(xué)習(xí)的方法在該方程組中尋找具有低PAPR的

3、解。具體來(lái)說(shuō)，我們首先設(shè)計(jì)了一種基于截?cái)喔咚够旌夏Ｐ偷碾p層先驗(yàn)概率模型來(lái)模擬低PAPR信號(hào)的特征，然后結(jié)合變分期望最大（Expectation Maximization，EM）算法和廣義近似消息傳遞（Generalized Approximate Message Passing，GAMP）算法，提出了一種有效的貝葉斯推理方法來(lái)交替更新概率模型的變量和參數(shù)，從而估計(jì)出具有低PAPR特征的發(fā)射信號(hào)。仿真結(jié)果表明，這種方法在奈奎斯特采樣率下具

4、有很強(qiáng)的PAPR抑制能力和很快的收斂速度。
　　接下來(lái)，我們?cè)敿?xì)分析了前面基于預(yù)編碼自由度的PAPR抑制方法在實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可能面臨的問(wèn)題，然后提出了一種基于加擾的PAPR抑制技術(shù)，其基本思想為：在頻域引入一個(gè)人工干擾信號(hào)，其不但能夠降低發(fā)射信號(hào)的PAPR，同時(shí)不會(huì)引起信號(hào)的帶內(nèi)失真和帶外輻射。我們根據(jù)這種思想把基于加擾的PAPR抑制問(wèn)題建立成了一個(gè)凸優(yōu)化問(wèn)題，并利用基于∞范數(shù)的近鄰算子和交替方向乘子法（Alternating Dir