一种大规模天线的预编码方法技术

技术编号:13732384 阅读:197 留言:0更新日期:2016-09-21 13:30
本发明专利技术提供了一种大规模天线Massive MIMO的预编码方法,用以解决现有技术中Massive MIMO系统误码率高、能量效率低的问题。所述方法包括:得到Massive MIMO系统的数学优化模型;设计接收端基带解码矩阵;设计发射端基带预编码矩阵;设计发射端射频预编码矩阵;输出基带与射频混合预编码矩阵。本发明专利技术的基带与射频混合预编码方法,以最小化均方误差为准则,结合凸优化和粒子群蚁群迭代优化的方法,迭代速率快,得到的混合预编码,相比传统的预编码方法能更好地降低系统的误码率,同时,相比全数字基带预编码,本发明专利技术的方法硬件实现成本低,能量效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信
,具体涉及一种大规模天线的预编码方法
技术介绍
随着无线通信技术的不断发展,用户对数据传输速率的需求急剧增加,高速数据业务和随时接入需求呈现一种爆炸式增长的趋势,这就要求无线通信网络具有越来越大容纳能力和吞吐量。大规模多天线(Massive Multiple-Input Multiple-Output,Massive MIMO)技术通过在基站侧或终端配置大规模天线阵列,能够提供更大的空间复用/分集增益,提高系统的频谱效率、能量效率及传输可靠性,成为学术界研究的热点之一。在无线通信领域,预编码技术利用发射端的信道状态信息,通过在发送端对需要发送的信号进行预先处理,从而可以有效地抑制对需要发送的信号的干扰。在Massive MIMO阵列系统中,Massive MIMO阵列的部署导致射频链数目增多,信道维数扩张,全数字基带预编码的射频成本和功耗过大,而单独的模拟预编码的数字处理能力较差,因此近年来射频与基带混合预编码方法得到关注。现有技术中,名称为《Spatially Sparse Precoding in Millimeter Wave MIMO Systems》的技术文献记载了一种基于正交匹配追踪的空间稀疏混合预编码,复杂度较低。但是,所述的基于正交匹配追踪的空间稀疏混合预编码,射频预编码部分每条射频链路都连接到所有的天线,在Massive MIMO阵列中需要的移相器数量巨大,造成高功耗、高成本的问题,能量效率低下。此外,该预编码方法中射频预编码矩阵是利用正交匹配追踪法在可行码本中选择得到的,而不是通过闭式解,因此在频谱效率性能上会有损失。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种大规模天线的预编码方法,用以解决现有技术中Massive MIMO系统误码率高、能量效率低下的问题。根据本专利技术的一个方面,提供了一种大规模天线Massive MIMO的预编码方法,所述方法包括:得到Massive MIMO的数学优化模型;设计接收端基带解码矩阵;设计发射端基带预编码矩阵;设计发射端射频预编码矩阵;输出基带与射频混合预编码矩阵。上述方案中,所述方法还包括:对所述发射端射频预编码架构进行简化。上述方案中,所述得到数学优化模型,进一步以最小均方误差为准则计算得到。上述方案中,所述Massive MIMO的数学优化模型为: M i n Σ k = 1 N c t r ( MSE k ) ]]> s . t Σ k = 1 N c t r ( F k F k * ) ≤ P T · N r f / M ]]> F R F = d i a g ( P 1 , P 2 , ... , P i , ... . P N r f ) ]]> P i = [ exp ( jθ ( i - 1 ) M / N r f + 1 , ... exp ( jθ i M / N r f ) ) 本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种大规模天线Massive MIMO的预编码方法,其特征在于,所述方法包括:得到Massive MIMO的数学优化模型;设计接收端基带解码矩阵;设计发射端基带预编码矩阵;设计发射端射频预编码矩阵;输出基带与射频混合预编码矩阵。

【技术特征摘要】
1.一种大规模天线Massive MIMO的预编码方法,其特征在于,所述方法包括:得到Massive MIMO的数学优化模型;设计接收端基带解码矩阵;设计发射端基带预编码矩阵;设计发射端射频预编码矩阵;输出基带与射频混合预编码矩阵。2.根据权利要求1所述的预编码方法,其特征在于,所述方法还包括:对所述发射端射频预编码架构进行简化。3.根据权利要求1所述的预编码方法,其特征在于,所述得到数学优化模型,进一步以最小均方误差为准则计算得到。4.根据权利要求1所述的预编码方法,其特征在于,所述Massive MIMO的数学优化模型为: M i n Σ k = 1 N c t r ( MSE k ) ]]> s . t Σ k = 1 N c t r ( F k F k * ) ≤ P T · N r f / M ]]> F R F = d i a g ( P 1 , P 2 , ... , P i , .... P N r f ) ]]> P i = [ exp ( jθ ( i - 1 ) M / N r f + 1 , ... exp ( ...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈月云邢雅欣
申请(专利权)人:北京科技大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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