[發明專利]移相器數量可變的混合精度移相網絡及預編碼方法

有效

• 申請號: 202010912660.2
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112019247B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 申文倩;馮程昊;卜祥元;安建平
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H04B7/0456
• 分類號: H04B7/0456;H04B7/08
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 王民盛

1.移相器數量可變的混合精度移相網絡，即為預編碼結構，包括射頻RF鏈路、累加器、天線、連接線，其特征在于：還包括由開關、高低精度移相器對、連接線組成的移相網絡；

利用一對高、低精度移相器代替傳統的一個固定精度移相器，每一個射頻鏈路通過該移相器對與天線相連；用兩個開關控制每一個移相器對，其中一個開關與高精度移相器相連，另一個開關與低精度移相器相連，通過控制開關的使能狀態控制高、低精度移相器對的使能狀態和工作精度的高低，從而靈活地配置移相器的數量與精度；

通過斷開移相器對，進一步降低移相網絡的能量開銷；同時，移相網絡中不同精度移相器的數目比例能夠預先靈活配置，通過對應的混合預編碼方法，實現在大量移相器對非使能的情況下，通信系統獲得準最優的能量效率性能；

通過對能量效率最大化問題的轉化，建立系統能量效率與每個移相器對應的預編碼矩陣元素的內在聯系，將混合預編碼過程劃分為三階段：在第一階段，逐一確定非使能的移相器的位置，由于使能的移相器數量逐步減少，通過該階段操作保證MIMO通信系統能量開銷降低；同時，非使能的移相器應使系統頻譜效率損失最低，從而保證MIMO通信系統能量效率最高；每確定一個非使能的移相器的位置，將模擬預編碼矩陣中的對應元素設為0；在第二階段，逐一確定工作在低精度狀態的移相器的位置，同時利用低精度移相器對模擬預編碼矩陣對應元素的相位進行量化；在第三階段，利用高精度移相器逐一對剩余的模擬預編碼矩陣元素的相位進行量化；在上述三個階段中，每完成一次非使能或量化過程，通過基于相位補償的歐氏距離最小化方法更新對應的準最優混合預編碼矩陣，作為下一次迭代設計的輸入。

2.混合預編碼方法，適用于如權利要求1所述的移相器數量可變的混合精度移相網絡，其特征在于：包括如下步驟，

步驟一，通過確定對信號傳輸能量貢獻最小的移相器的位置，確定移相器對的使能狀態；

步驟二，每確定一個非使能移相器的位置，通過第一階段混合預編碼方法更新混合預編碼矩陣，使能量效率最大化；

步驟三，重復步驟一和步驟二，直到處于非使能狀態的移相器對數目達到根據預先配置的比例計算出的非使能移相器對數目；

步驟四，通過確定對信號傳輸能量貢獻最小的移相器的位置，確定低精度量化的移相器對位置；

步驟五，每確定一個處于低精度工作狀態的移相器對的位置，通過第二階段混合預編碼方法更新混合預編碼矩陣，使能量效率最大化；

步驟六，重復步驟四和步驟五，直到處于低精度工作狀態的移相器對數目達到根據預先配置的比例計算出的處于低精度工作狀態移相器對數目；

步驟七，通過確定對信號傳輸能量貢獻最小的移相器的位置，確定高精度量化的移相器對位置；

步驟八，每確定一個處于高精度工作狀態的移相器對的位置，通過第三階段混合預編碼方法更新混合預編碼矩陣，使能量效率最大化；

步驟九，重復步驟七和步驟八，直到處于高精度工作狀態的移相器對數目達到根據預先配置的比例計算出的處于高精度工作狀態移相器對數目。