[发明专利]一种低精度量化大规模MIMO中最优正则预编码方法

权利要求书

1.一种低精度量化大规模多输入多输出系统(MIMO)中最优正则预编码方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

(1)在大规模MIMO系统中，基站配置N根发射天线，其中N为正实数，每根天线配置低精度量化的数模转换单元(DAC)；基站同时服务于M个用户终端，M为正实数，每个用户终端配置单根接收天线并配置有限精度量化的模数转换单元(ADC)；系统中下行信道矩阵H可以表示为

其中表示不相关的瑞利信道矩阵，其维度为MxN，R表示基站侧天线阵列的相关性矩阵，其维度为NxN；

(2)下行链路中每个用户的等效接收信干噪比γ按如下公式计算：

其中，γ₀表示系统信噪比；ρ_AD和ρ_DA分别表示ADC和DAC的衰减因子，取值由其量化精度决定；ξ、A和B表示信道相关性对γ的影响参数，其计算公式如下：

其中，λ表示相关矩阵R的特征值，E{·}表示对λ求数学期望；

(3)为了优化正则预编码中的正则系数α以提高系统传输速率，求解以下优化问题

max_αγ (6)

(4)针对步骤(3)的优化问题，通过求解方程求得正则化系数α的最优值计算公式为:

(5)在下行链路传输时，采用正则预编码，预编码矩阵计算公式为

P＝c(H^HH+αI)^-1H^H (8)

其中正则化系数α的取值根据公式(7)计算获得；c表示功率控制参数，由下式确定

其中P表示发送功率，Tr{·}表示求矩阵的迹，I表示单位矩阵，上标()^H表示矩阵的共轭转置；

(6)下行链路传输时，基站将待发送的数据向量乘以步骤(5)中得到的预编码矩阵P，再进行发送，获得最优的速率性能。

2.根据权利要求1所述的低精度量化大规模多输入多输出系统(MIMO)中最优正则预编码方法，其特征在于：所述步骤(1)中的M≤N。