[發明專利]基于QGA-OMP算法的毫米波大規模MIMO混合預編碼方法及系統有效
| 申請號： | 202110326125.3 | 申請日： | 2021-03-26 |
| 公開（公告）號： | CN113078931B | 公開（公告）日： | 2022-04-22 |
| 發明（設計）人： | 許耀華;徐惠明;王翊;蔣芳;劉瑜;柏娜;宛新文 | 申請（專利權）人： | 安徽大學 |
| 主分類號： | H04B7/0456 | 分類號： | H04B7/0456 |
| 代理公司： | 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219 | 代理人： | 林凡燕 |
| 地址： | 230601 安徽省合肥市*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 qga omp 算法 毫米波 大規模 mimo 混合 預編 方法 系統 | ||
1.一種基于量子遺傳(QGA)-正交匹配追蹤(OMP)算法的毫米波大規模MIMO混合預編碼方法，應用于發射端，所述發射端用于接收信號并對其進行預編碼處理，再將處理后的所述信號發射到信道中；其特征在于，包括：
步驟一：定義射頻預編碼器為空矩陣，同時將最優無約束預編碼器賦值給殘差矩陣；
步驟二：根據所述殘差矩陣得到相關矩陣；
步驟三：利用量子遺傳算法，使用目標函數迭代計算適應度，當迭代次數滿足預設迭代次數，得到與所述殘差矩陣相匹配的最佳索引，根據所述最佳索引得到最優陣列響應向量；
其中，獲取所述最優陣列響應向量的步驟包括：
ω表示最優陣列響應向量；表示方位角；λ表示波長；d表示天線單元間距；Nt為發射端天線數量；
步驟四：將所述最優陣列響應向量合并到所述射頻預編碼器中，得到第一射頻預編碼器；其中，獲取所述第一射頻預編碼器的步驟包括：
FRF1＝[FRF|ω]；
FRF為射頻預編碼器；
步驟五：根據所述第一射頻預編碼器和所述最優無約束預編碼器，更新基帶預編碼器，得到第一基帶預編碼器；
其中，獲取所述第一基帶預編碼器的步驟包括：
FRF1為合并后的射頻預編碼矩陣；Fopt為最優無約束預編碼器；
步驟六：根據所述第一射頻預編碼器、所述第一基帶預編碼器及所述最優無約束預編碼器，更新所述殘差矩陣；
其中，更新所述殘差矩陣的步驟包括：
F為范數；
步驟七：對所述第一基帶預編碼器進行歸一化處理，得到最優基帶預編碼器；
其中，獲取所述最優基帶預編碼器的步驟包括：
||FRF1FBB1||F稱為F-范數；NS為發射端的數據流數量；
同時，將所述第一射頻預編碼器記為最優射頻預編碼器。
2.根據權利要求1所述的基于QGA-OMP算法的毫米波大規模MIMO混合預編碼方法，其特征在于，所述最優無約束預編碼器是通過對信道矩陣進行奇異值分解而獲得。
3.根據權利要求2所述的基于QGA-OMP算法的毫米波大規模MIMO混合預編碼方法，其特征在于，若所述毫米波大規模MIMO混合預編碼方法為迭代執行，且迭代次數小于射頻鏈路，則重復執行步驟二到步驟六，否則，執行步驟七，其中，所述最優射頻預編碼器為最后一次迭代時所得到的所述第一射頻預編碼器。
4.根據權利要求1所述的基于QGA-OMP算法的毫米波大規模MIMO混合預編碼方法，其特征在于，獲取所述相關矩陣的步驟包括：
其中，At為陣列響應向量矩陣；Fres為殘差矩陣。
5.一種基于QGA-OMP算法的毫米波大規模MIMO混合預編碼系統，其特征在于，包括：發射模塊，其設于發射端，用于接收信號并對其進行預編碼處理，再將處理后的所述信號發射到信道中；其中，預編碼處理的方法為權利要求1-4中任意一項所述的一種基于QGA-OMP算法的毫米波大規模MIMO混合預編碼方法。
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