[發(fā)明專利]基于QGA-OMP算法的毫米波大規(guī)模MIMO混合預編碼方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110326125.3
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113078931B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許耀華;徐惠明;王翊;蔣芳;劉瑜;柏娜;宛新文
• 申請（專利權(quán)）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

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(guī)模MIMO混合預編碼方法，應用于發(fā)射端，所述發(fā)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(fā)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(yōu)無約束預編碼器賦值給殘差矩陣；

步驟二：根據(jù)所述殘差矩陣得到相關(guān)矩陣；

步驟三：利用量子遺傳算法，使用目標函數(shù)迭代計算適應度，當?shù)螖?shù)滿足預設(shè)迭代次數(shù)，得到與所述殘差矩陣相匹配的最佳索引，根據(jù)所述最佳索引得到最優(yōu)陣列響應向量；

其中，獲取所述最優(yōu)陣列響應向量的步驟包括：

ω表示最優(yōu)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；N_t為發(fā)射端天線數(shù)量；

步驟四：將所述最優(yōu)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：

F_RF1＝[F_RF|ω]；

F_RF為射頻預編碼器；

步驟五：根據(jù)所述第一射頻預編碼器和所述最優(yōu)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：

F_RF1為合并后的射頻預編碼矩陣；F_opt為最優(yōu)無約束預編碼器；

步驟六：根據(jù)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(yōu)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(shù)；

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(yōu)基帶預編碼器；

其中，獲取所述最優(yōu)基帶預編碼器的步驟包括：

||F_RF1F_BB1||_F稱為F-范數(shù)；N_S為發(fā)射端的數(shù)據(jù)流數(shù)量；

同時，將所述第一射頻預編碼器記為最優(yōu)射頻預編碼器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于QGA-OMP算法的毫米波大規(guī)模MIMO混合預編碼方法，其特征在于，所述最優(yōu)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(jù)權(quán)利要求2所述的基于QGA-OMP算法的毫米波大規(guī)模MIMO混合預編碼方法，其特征在于，若所述毫米波大規(guī)模MIMO混合預編碼方法為迭代執(zhí)行，且迭代次數(shù)小于射頻鏈路，則重復執(zhí)行步驟二到步驟六，否則，執(zhí)行步驟七，其中，所述最優(yōu)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(jù)權(quán)利要求1所述的基于QGA-OMP算法的毫米波大規(guī)模MIMO混合預編碼方法，其特征在于，獲取所述相關(guān)矩陣的步驟包括：

其中，A_t為陣列響應向量矩陣；F_res為殘差矩陣。

5.一種基于QGA-OMP算法的毫米波大規(guī)模MIMO混合預編碼系統(tǒng)，其特征在于，包括：發(fā)射模塊，其設(shè)于發(fā)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(fā)射到信道中；其中，預編碼處理的方法為權(quán)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(guī)模MIMO混合預編碼方法。