[发明专利]一种毫米波MIMO系统的混合预编码方法及系统

说明书

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种毫米波MIMO系统的混合预编码方法及系统。所述毫米波MIMO系统的混合预编码方法包括：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。本发明降低了求导操作带来的高计算复杂度，同时大大减少了运算时间，直接搜索算法能够灵活调整搜索步长，避免基误匹配现象，提高成形波束的增益。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种毫米波MIMO系统的混合预编码方法及系统。

背景技术

毫米波通信自由路损的急剧增加，早期关于毫米波通信的研究大多集中于室内场景。然而，得益于毫米等级的波长，大规模的毫米波通信系统天线阵列可以密集排列在较小体积的印制电路板上，因此基于大规模天线阵列的波束成形技术被广泛应用于实际的毫米波通信系统以对抗剧烈的路径损耗。然而，全数字的波束成形技术要求为每一根天线配置单独的数字收发通道，在使用大规模天线阵列的毫米波通信系统中，其维度可能会使得数字信号处理的复杂度和功率消耗难以接受，因此全数字的波束成形技术并不适合实际的毫米波通信系统。针对这一问题，一种模拟和数字器件相结合的波束成形方案在毫米波通信系统中受到了广泛的关注。在此方案中，发射端的基带源信号首先被送入数字基带处理器，然后数字基带处理器的输出由若干条数字发射通道送入由相位转换器组成的模拟单元，最终转换成基带发射信号。接收端的流程与发射端的流程是一一对应的。由于相位转换器只能改变输入信号的相位，并不能调整输入信号的幅度，因此被称为模拟波束成形器。另一方面，数字收发通道不再与阵列天线对应相连，相比于全数字的波束成形方案其数量可以大幅降低。然而，混合波束成形设计问题属于非线性优化难题，用一般算法不可能在较短时间内找到最优解。因此，现有研究将混合模拟数字波束成形设计问题建模为常模限制的矩阵分解优化问题求其近似最优解。