[發明專利]一種大規模MIMO系統中數模混合預編碼方法

有效

• 申請號: 201611185148.2
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106603130B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 高洋;葛建華;高宏偉;高明;劉剛;李毅;張南
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B7/0456
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

1.一種大規模MIMO系統中數模混合預編碼方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，發射端計算理想的預編碼矩陣F_opt；

步驟二，發射端分別計算模擬域的預編碼矩陣F_RF和數字域的預編碼矩陣F_BB；

步驟三，發射端利用F_RF和F_BB對發送信號進行預編碼；

步驟四，接收端計算理想的合并矩陣W_opt；

步驟五，接收端分別計算模擬域的合并矩陣W_RF和數字域的合并矩陣W_BB；

步驟六，接收端利用W_RF和W_BB對接收信號進行合并；

所述步驟一具體包括：

第一步，發射端根據接收端的反饋信號對MIMO信道進行估計得到MIMO信道矩陣的估計

第二步，發射端對信道矩陣進行奇異值分解，即其中，Σ₁為N_R×N_T維的對角矩陣且可以表示為Σ₁＝diag(λ₁,λ₂,…,λ_r,0,…,0)，其中，λ₁,λ₂,…,λ_r為的非零奇異值且滿足λ₁＞λ₂＞…＞λ_r且其中diag()表示對角矩陣，rank()表示求矩陣的秩；而U₁和V₁分別是N_R×N_R維和N_T×N_T維的酉矩陣且()^*表示求矩陣的共軛轉置；

第三步，取第二步中的矩陣V₁最左邊的N_S列作為理想的預編碼矩陣F_opt。

2.如權利要求1所述的大規模MIMO系統中數模混合預編碼方法，其特征在于，所述步驟二具體包括：

第一步，發射端將模擬域的預編碼矩陣初始化為F_RF＝F_opt/||F_opt||，其中||||表示求矩陣的F范數；同時設置迭代總次數為K，并將迭代計數器的值k初始化為0；

第二步，發射端對F_optF_RF進行奇異值分解，即F_optF_RF＝U₂Σ₂(V₂)^*，其中，F_opt為步驟一得到的理想預編碼矩陣，F_RF為上一步得到的模擬域的預編碼矩陣；然后，發射端計算數字域的預編碼矩陣為F_BB＝V₂U₂；

第三步，發射端計算模擬域的預編碼矩陣為F_RF＝(F_opt(F_BB)^*)/||F_opt(F_BB)^*||，其中，F_opt為步驟一得到的理想預編碼矩陣，F_BB為上一步得到的數字域的預編碼矩陣；然后，發射端將迭代計數器的值k加1，即k＝k+1；

第四步，發射端判斷迭代計數器的當前值k是否等于K，如果k＝K，則步驟二結束；否則，跳轉到第二步。

3.如權利要求1所述的大規模MIMO系統中數模混合預編碼方法，其特征在于，利用步驟二得到的F_RF和F_BB，發射端對發送信號進行預編碼，發射端的發送信號為其中，P_T為發射端的發射功率，s為N_S維的列向量且表示發射端預編碼器的N_S路并行輸入數據。