OFDM信號(hào)峰平比抑制優(yōu)化模型的ADMM求解算法研究.pdf

1、正交頻分復(fù)用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）技術(shù)具有頻譜利用率高，抗多徑衰落能力強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于無(wú)線通信系統(tǒng)中。但是它高峰平功率比（Peak-to-Average-Power Ratio，PAPR）的固有缺點(diǎn)是限制其前進(jìn)與發(fā)展的主要因素，因?yàn)檫@會(huì)對(duì)后續(xù)的功率放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器等器件的線性動(dòng)態(tài)范圍要求嚴(yán)格，還可能導(dǎo)致放大器功放效率低下，基站等設(shè)備耗電量大

2、，信號(hào)非線性失真等現(xiàn)象。因此，有效抑制PAPR是OFDM的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　目前，采用凸優(yōu)化技術(shù)降低OFDM信號(hào)的PAPR已成為新的研究方向。雖然與傳統(tǒng)方法相比，凸優(yōu)化方法可以得到更好的PAPR抑制效果，但是因其計(jì)算復(fù)雜度高而使其實(shí)際應(yīng)用受到約束。所以找出一種既能有效降低OFDM信號(hào)的PAPR，又能提高計(jì)算效率，降低算法復(fù)雜度的方法具有重要的意義。
　　本文針對(duì)這一情況，提出了低復(fù)雜度的凸優(yōu)化方法來(lái)降低OFDM信號(hào)的峰平比

3、。本文的主要貢獻(xiàn)包括以下幾個(gè)方面：
　　1）建立了三個(gè)包含“限幅（clipping）”約束的模型。通過(guò)凸松弛技術(shù)，將非凸的PAPR約束松弛為凸的限幅約束，限幅操作是線性的方法，而且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。
　　2）通過(guò)使用近年來(lái)在大數(shù)據(jù)處理和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域逐漸成熟的交替方向乘子算法（Alternating DirectionMethod of Multipliers，ADMM），可以得到這三種模型的自定義求解方法。因?yàn)锳DMM將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為可

4、并行求解的可分離變量的多個(gè)子優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行迭代計(jì)算，而每一個(gè)子問(wèn)題都有較簡(jiǎn)單的解析解，所以原始問(wèn)題的求解就變得比較簡(jiǎn)單。
　　3）我們分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)于本文中所提出模型的自定義求解方法，它們每一次迭代的代價(jià)都主要來(lái)自于快速傅里葉變換（Fast FourierTransform，F(xiàn)FT），所以其計(jì)算復(fù)雜度低，近似為O(2lN log2lN)。另外，由于與OFDM信號(hào)相關(guān)的FFT變換因子矩陣是正交的，因此，模型的ADMM迭代過(guò)程還可以并行分