[发明专利]一种预编码器、构建方法、计算机设备、介质、终端

权利要求书

1.一种预编码器的构建方法，其特征在于，所述预编码器的构建方法包括以下步骤：

步骤一，进行系统模型的构建；

步骤二，进行不等路径损失的预编码器设计；

步骤三，进行保密通信用预编码器的构建。

2.如权利要求1所述的预编码器的构建方法，其特征在于，步骤一中所述系统模型的构建：

定义符号含义：(·)^H表示共轭转置；E{·}表示期望操作；表示所有m×n具有复值元素的矩阵的空间；向量是具有零均值和协方差矩阵∑的复高斯随机向量；Diag(d)表示由向量d的元素组成的对角矩阵；Tr(·)表示矩阵的秩；对于MISO广播信道，基站BS与空间分散的单天线用户通信，BS装有多天线；假设基站和用户之间为窄带信道，在第k个用户处接收的信号是：

y_k＝h_kp_ks_k+∑_j≠kh_kp_js_j+n_k (1)

其中，为基站到用户的用户信道；为用户k的预编码向量，用户信号s₁，...，s_k是独立选择的，且假设E{|s_i|²}＝1；考虑到用户可能存在路径损失不等的场景，l_k和分别表示基站和用户之间的路径损失和归一化多径衰落的影响；传输模型通过以下方式示出：

其中，K×N组合信道矩阵衰落矩阵预编码矩阵P＝[p₁，...，p_K]；噪声矢量n＝[n₁，...，n_K]^T；发射功率被归一化，即Tr(P^HP)＝1；K×K矩阵R＝Diag[(l₁，...，l_K])；用户的信干噪比为：

可实现的总和通信速率由下式给出：

传统的RCI预编码器，预编码矩阵为：

其中：

ζ_RCI＝Tr(HH^H(HH^H+αI)^-2) (6)为功率归一化常数，使得

3.如权利要求1所述的预编码器的构建方法，其特征在于，步骤二中所述不等路径损失情况下的预编码器设计，包括：

RCI预编码器通过解决以下最小均方误差(MMSE)问题等价地得到：

公式(7)的目标函数为：

将f(P)的导数设为等于零：

获得：

P^H＝H(H^HH+αI)^-1 (10)

获得：

P＝(H^HH+αI)^-1H^H＝H^H(HH^H+αI)^-1 (11)

将发射功率归一化后，(11)与(5)等价；

RCI预编码器被视为信号s通过H^H和P^H，并将输出与用户信号加噪声进行比较，使得均方误差最小化；

当用户的路径损失不一致时，用户信道模型为根据RCI和MMSE问题等价的结论，得到MMSE问题：

由于慢变路径损失是已知的，新提出的MMSE问题将R^1/2s视为信号s′，并优化和s′加噪声之间的均方误差，相应的MMSE问题：

其中，s′＝R^1/2s；公式(13)的目标函数为：

将f(P)的导数设置为零，获得：

获得：

获得：

规则化参数直接从用户的路径损失获得，且信道矩阵用衰落矩阵代替；对应于不等路径损失情况下新提出的RCI预编码器是：

其中，