一种基于新型移相开关网络的混合预编码方法技术

本发明专利技术提出的一种基于新型移相开关网络的混合预编码方法，模拟射频预编码的开关网络采用多选一的开关，使得模拟移相器个数相比传统移相器网络中移相器个数明显减少，由于开关的功耗远小于移相器，因此达到大大减小混合预编码电路功耗的作用；此外，模拟射频预编码的移相器网络中移相器个数加倍，使得每两个移相器与一个多选一的开关相连，使得混合预编码方案的优化更加灵活并且性能接近纯数字预编码；将开关网络与移相器网络相结合，能够在保证一定频谱效率的前提下大大减少混合预编码电路功耗，提高系统的能量效率。

A hybrid precoding method based on a new phase shift switching network

The invention relates to a pre mixed encoding method based on a novel phase shift switching network, switching network simulation using a radio frequency encoding multiple switches, the analog phase shifter number compared with the traditional phase shifter network in a number of phase shifter is significantly reduced due to the switch power is far less than the phase shifter, thus greatly reduce the pre mixing encoding circuits; in addition, the number of phase shifter double phase shifter network analog RF pre encoding, so that each of the two phase shifter and a switch connected to one more, so the optimization mixed pre encoding scheme is more flexible and the performance is close to that of pure digital pre encoding; switch network and phase shifter network in the premise of guaranteeing a certain combination, can greatly reduce the spectrum efficiency of the pre mixed encoding circuit power consumption, improve the energy efficiency of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于新型移相开关网络的混合预编码方法
本专利技术涉及通信领域，涉及预编码方法，更为具体的说是涉及一种基于新型移相开关网络的混合预编码方法。
技术介绍
为了提高通信系统容量，大规模多天线(massiveMIMO,massivemultipleinputmultipleoutput)技术已经进入5G标准。为了解决频谱资源稀缺的问题，毫米波(mmWave,millimeterwave)频段将开发成为新的可用频段，mmWave下天线尺寸的急剧减小使massiveMIMO技术得到更为广泛的运用。在massiveMIMO系统下行链路中，为了达到最大的系统容量，需要使用预编码技术。非线性预编码可以达到最大容量，但复杂度很高。为了简化预编码方案且尽可能保持系统性能，可使用线性预编码，如迫零(ZF,zeroforcing)预编码,它可在一定程度上逼近系统最大容量。ZF预编码是满维度的数字域计算，要实现该运算，系统需要配置射频(RF,radiofrequency)链路个数等于基站天线数。在massiveMIMO系统中，天线数急剧增加导致RF链路数急剧增加，大大增加了硬件成本。为了减小RF链路数，下行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于新型移相开关网络的混合预编码方法，包括以下步骤：基站发送模拟信号给多用户，其中基站使用少量射频链路单元匹配大规模天线阵子，对基带数据流进行混合预编码；所述混合预编码包括数字基带预编码和模拟射频预编码，所述数字基带预编码和模拟射频预编码由射频链路相连；其特征在于：所述模拟射频预编码包括移相器网络和开关网络，所述开关网络采用多选一的开关；所述移相器网络中移相器个数加倍，每两个移相器一组与同一个多选一的开关相连；每个开关从大规模天线阵子的子集中选择某一根天线与某一组移相器相连，然后将移相器网络与数字基带预编码联合起来优化。

【技术特征摘要】
1.一种基于新型移相开关网络的混合预编码方法，包括以下步骤：基站发送模拟信号给多用户，其中基站使用少量射频链路单元匹配大规模天线阵子，对基带数据流进行混合预编码；所述混合预编码包括数字基带预编码和模拟射频预编码，所述数字基带预编码和模拟射频预编码由射频链路相连；其特征在于：所述模拟射频预编码包括移相器网络和开关网络，所述开关网络采用多选一的开关；所述移相器网络中移相器个数加倍，每两个移相器一组与同一个多选一的开关相连；每个开关从大规模天线阵子的子集中选择某一根天线与某一组移相器相连，然后将移相器网络与数字基带预编码联合起来优化。2.根据权利要求1所述的基于新型移相开关网络的混合预编码方法，其特征在于：开关选择某一根天线的过程包括：(1)基站对信道矩阵H做奇异值分解，计算出其中含有右奇异向量的矩阵V的各元素；(2)每个开关从多根天线中选择与其所对应V的一组元素中最大元素的行列坐标相对应的那根天线。3.根据权利要求2所述的基于新型移相开关网络的混合预编码方法，其特征在于：所述步骤(1)中通过以下公式进行奇异值分解：H＝U∑VH,其中，H表示维度为K×N的信道矩阵，K表示用户数，N表示基站天线数；U表示维度为K×K的包含左奇异矢量的酉矩阵；∑表示维度为K×N的对角阵，其对角元素为H的奇异值；V表示维度为N×N的包含右奇异矢量的酉矩阵。4.根据权利要求2所述的基于新型移相开关网络的混合预编码方法，其特征在于：所述步骤(2)中开关通过以下公式选择天线编号其中，()nm表示矩阵的第n行、第m列的元素，||表示复数的模；χq＝{(q-1)S+1,…,qS},其中m∈{1,…,...

【专利技术属性】
技术研发人员：许威，王宇成，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32