[发明专利]一种基于APGM方法的单比特量化预编码方法

说明书

本发明公开了一种基于APGM方法的单比特量化预编码方法，基于无穷范数平方松弛的1比特DAC的预编码算法，目的是以计算效率高的优点解决无穷范数平方松弛问题中计算复杂度过高的问题，并且在每次迭代时仅仅需要简单的矩阵和向量操作以及寻找无穷范数平方的近端算子。本发明预编码算法可以实现快速迭代和收敛，同时可以有效减小误码率。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于APGM方法的单比特量化预编码方法。

背景技术

大规模多用户多输入多输出(MU-MIMO)中的恒定包络(CE)预编码设计问题已成为第五代(5G)通信技术的核心问题之一，因为CE预编码可以避免高昂的硬件成本和配备了大量天线的高功耗基站。为了设计CE预编码，需要通过共同优化预编码向量和预编码因子来解决非凸组合优化问题。但是，相应的优化问题是NP难题，难以解决。

当信道状态信息(CSI)是非因果已知的时候，一些预编码方法已经被提出来可以接近DPC的性能。然而，这些预编码方法复杂度还是过高，且它们的复杂度随着天线数目的增加过快，这使得它们很难在大规模MU-MIMO中有实际应用。同时由于APGM方法是一个高效的求解方案，但是传统的预编码方法问题是NP难的离散组合优化问题，非常难于求解。现有技术的方法的迭代次数较多，且收敛速度也较低，进而降低了计算效率。

发明内容

本发明提供了一种基于APGM方法的单比特量化预编码方法，以解决现有技术中离散组合优化问题难于求解，迭代次数收敛速度慢的技术问题。

本发明提供了一种基于APGM方法的单比特量化预编码方法，包括如下步骤：

步骤1：获取基站的发射符号向量；

步骤2：对CE预编码器进行简化，具体步骤如下：

步骤21：初步优化CE预编码公式：

其中，是发射信号向量；s是发射符号向量，是估计符号向量；H＝[H_u,b]∈C^U×B是下行信道矩阵，H_u,b是发射天线和用户之间的信道增益；U是基站服务所的独立用户数；

步骤22：通过近似求解方法对预编码因子进行优化：

步骤23：根据优化后的编码因子重写初步优化后的CE预编码公式，其中令z＝βx以及

其中，

步骤24：通过近似求解方法将降低所述步骤23所获公式的复杂性，降低后的公式为：

步骤25：去除所述步骤24所获公式的非凸约束得如下公式：

步骤26：根据所述步骤25所获对预编码向量进行1比特量化：

复值的预编码向量即为：

完成CE预编码简化；

步骤3：将发射符号向量最为简化后的CE预编码器进行编码得到预编码后的发射信号向量X。

进一步地，所述步骤22的具体过程如下：

步骤221：展开初步优化的CE预编码公式：

步骤222：将步骤221公式中的β的梯度等于零，得到如下公式：