[发明专利]一种毫米波MIMO系统的混合预编码方法及系统

权利要求书

1.一种毫米波MIMO系统的混合预编码方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a：建立毫米波MIMO系统的混合预编码问题模型；

步骤b：给定初始模拟预编码，基于所述初始模拟预编码，按照最小均方原则得到数字预编码；

步骤c：给定初始数字预编码，根据所述初始数字预编码对混合预编码问题模型进行优化，并采用搜索法得到模拟预编码；

步骤d：迭代执行步骤b和步骤c，直到达到混合预编码迭代次数值，并输出所述数字预编码和模拟预编码；

在所述步骤c中，根据所述初始数字预编码对混合预编码问题模型进行优化具体为：给定初始数字预编码F_BB，则所述混合预编码问题模型改写为：

将F_RF分割为个列向量，为发射段天线阵元数目，F_BB分割为个行向量以及F_opt分割为N_t个行向量，则上述公式改写为：

将带入上述公式，则所述混合预编码问题模型重新建模为：

上述公式中，是由矩阵中所有元素的相位标量组成的矩阵，[·]_n,:表示矩阵的第n行向量；

在所述步骤c中，所述采用搜索法得到模拟预编码具体包括：

步骤c1：将模拟预编码矩阵分割为向量；

步骤c2：设定模拟预编码矩阵初值，并迭代计算搜索初值s⁽¹⁾；

步骤c3：针对每个向量执行探测移动，直到没有可行的移动方向，并将所述搜索初值更新为其中，k为一轮探测移动中执行的迭代次数；

步骤c4：对每个向量执行移动方向更新；

步骤c5：判断更新后的每个向量是否还有可行的移动方向，或相邻两次搜索初值是否满足如果更新后的向量还有可行的移动方向，或相邻两次搜索初值不满足则交替执行步骤c3和步骤c4，直到更新后的向量没有可行的移动方向，或相邻两次搜索初值满足如果更新后的向量没有可行的移动方向，或相邻两次搜索初值满足执行步骤c6；

步骤c6：输出模拟预编码：

2.根据权利要求1所述的毫米波MIMO系统的混合预编码方法，其特征在于，在所述步骤a中，所述混合预编码问题模型为：

P:

上述公式中，F_RF和F_BB分别为模拟预编码和数字预编码，N_s为数据流的数目，是最优全数字预编码，是毫米波信道矩阵H的N_s个最大的右特征向量，|·|_F表示Frobineous范数，[A]_i,j表示矩阵A的第(i,j)个元素，|·|表示取模操作。

3.根据权利要求2所述的毫米波MIMO系统的混合预编码方法，其特征在于，在所述步骤b中，所述按照最小均方原则得到数字预编码具体为：

给定初始模拟预编码F_RF，所述混合预编码问题模型简化为：

得到：

上述公式中，