一种多用户大规模MIMO混合预编码能效优化方法技术

本发明专利技术公开了一种多用户大规模MIMO混合预编码能效优化方法，首先松弛约束条件，迭代求得基站能效的理论上限。然后以逼近理论上限为目标设计基带预编码矩阵和射频预编码矩阵。具体做法是，在基带，将基带预编码的求解转化为可以用内点法求解的标准的半正定松弛问题，在射频，将射频预编码的求解转化为可以用相位旋转求解的向量逼近问题。使用交替最小化的方法，迭代逼近理论上限。通过本发明专利技术可以显著提高能量效率。

An energy efficient optimization method for multi-user large scale MIMO hybrid precoding

The present invention discloses a multi-user large scale MIMO hybrid precoding energy efficiency optimization method. Firstly, the relaxation constraint condition is obtained, and the theoretical upper limit of the energy efficiency of the base station is iteratively obtained. Then, the baseband precoding matrix and the RF precoding matrix are designed based on the upper bound of approximation theory. In practice, in the baseband, will solve baseband pre encoding into semi definite relaxation problem can be solved by interior point method standard in RF, will be solved for RF pre encoding can approximate solving problem with vector phase rotation. Iterative approximation theory upper bound is used by alternating minimization method. The energy efficiency can be remarkably improved by the invention.

【技术实现步骤摘要】
一种多用户大规模MIMO混合预编码能效优化方法
本专利技术属于无线通信
，更具体地，涉及一种多用户大规模MIMO混合预编码能效优化方法。
技术介绍
多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output，MIMO)是一种在无线通信系统中采用多根天线收发数据的无线通信技术，它将所传输的信息经过空时编码形成多个子信息流，并由多根天线发射出去。大规模MIMO技术在传统MIMO系统的基础上，将收发天线增加到几十甚至上百根。大规模MIMO系统作为一种新的无线通信技术，保留了传统MIMO系统优点的同时，大量增加天线数量，使得系统容量随之大大增加，决定了大规模MIMO系统具有很好的发展前景。5G要求容量提升1000倍。为满足容量需求，大规模MIMO和毫米波已成为公认的2个关键技术。但在大规模MIMO和毫米波场景下，传统的全数字预编码需要大量的射频链路，引入高昂的硬件成本和大量的能耗。在此背景下，为降低能耗和成本，分为基带预编码和射频预编码的混合预编码，可以使用更少的射频链路，成为很有前景的一项技术。与此同时，随着天线数量增多，带宽扩大，用于线性处理等计算功能的功率显著增加：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多用户大规模MIMO混合预编码能效优化方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取大规模MIMO基站无约束条件时的能效

【技术特征摘要】
1.一种多用户大规模MIMO混合预编码能效优化方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取大规模MIMO基站无约束条件时的能效并由求取最大化时得到无约束预编码矩阵Bopt，其中，B＝BRFBBB，表示NT×K的复矩阵，表示无约束条件时基站总传输速率，表示无约束条件时基站总功率，BBB表示NRF×K的基带预编码复矩阵，BRF表示NT×NRF的射频预编码复矩阵，且BRF中每个元素的幅值均为1，K表示基站的基带数据流，NRF表示射频链路数量，NT表示天线数量，无约束条件时的能效为大规模MIMO基站能效的理论上限；S2、迭代求解得到基带预编码复矩阵BBB以及射频预编码复矩阵BRF，使得BRFBBB最大化逼近Bopt，从而使得基站能效最大化逼近理论上限2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1具体包括如下子步骤：S1.1、初始化i＝0，并对B(i)随机赋值，其中，上标(i)表示第i次迭代；S1.2、由得到由得到其中，δj表示第j个用户接受到的干扰信号功率，表示无约束条件下第m个用户能够达到的速率，表示无约束条件时基站总功率，W表示带宽，hj表示基站到第j个用户的下行信道，bj表示B的第j列，LBS表示基站计算效率，PCOD表示信道编码的效率，表示噪声的方差，上标H表示共轭装置，α为功率放大器的效率，表示NT×NT的单位矩阵；S1.3、由得到在不同的迭代步长μ取值时的temp_B(i+1)(μ)，其中，k＝1...K，μ∈[0,1]，temp_bk为temp_B的第k列...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛晓虎，孙扬，韩涛，李强，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42