The invention proposes a transmission rate optimization method based on joint design of transmission signal and analog linear receiver for low bit quantization millimeter wave multi-antenna system. Assuming the receiver and transmitter have known channel information, the singular value decomposition (SVD) algorithm is used to optimize the design of covariance and analog linear receiver, and the transmission rate of low bit quantization millimeter wave multi-antenna system is analyzed and improved. The invention has the advantages that it is not limited to the millimeter wave multi-antenna channel system based on single bit quantization, but also suitable for low bit quantization, and the increase of a small number of bits is more conducive to the improvement of system performance. In addition, the application of this method makes the transmission speed reach the maximum even at low signal-to-noise ratio, thus further enhancing the application value of this method.
【技术实现步骤摘要】
一种针对多天线毫米波系统的优化设计方法
本专利技术设计无线通信和信号处理系统,特别涉及一种适用于存在量化信道损失环境下的无线通信系统。
技术介绍
5G无线通信的高传输速率,对传输频谱范围提出了更高要求。毫米波段无线通信可以有效解决当前无线通信频谱稀缺的困境,已经成为未来无线通信的研究热点。毫米波段更大的信息容量,可很好提升整个无线网络的网络容量,特别是结合大规模天线技术之后,成为毫米波段无线通信的一个重大优势。另外,更短的波长使得天线设计尺寸大大缩小,更加有利于毫米波段无线通信系统在实际应用中的建设。但是,毫米波段和传统的低频波段不同,通常来说,毫米波段的信号传输要求无线通信接收机具有较高的采样频谱,以获得无失真的接收信号。然而,随着采样频谱的增加,模数转化器的功率消耗会急剧上升。同时,高精度的模数转化器,即表征每个量化数值的比特数较多的模数转化器,也会很大程度上提高接收机的功率消耗。而这一缺陷在接收端使用大规模天线的时候尤为明显。针对毫米波通信的这一缺陷,在接收端采用低比特量化可有效缓解上述不足。所谓的低比特量化旨在用少量的比特来表征接收端采样之后的离散信号。因此,低比特量化下系统传输速率的优化问题也成为一个重要研究方向。但是,目前大部分针对传输速率的研究受限于单比特量化的情况,由于少量比特增加可以提高系统性能,因此针对低比特量化(非单比特量化)系统研究的关注度也逐渐升高。另外,针对低比特量化系统传输速率的优化问题,很少从传输信号设计和模拟线性接受器设计的角度出发。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提高低比特量化多天线系统的传输速率,通过对传输信号和模拟 ...
【技术保护点】
1.针对低比特量化毫米波多天线系统的传输速率优化方法,其特征在于,包括对低比特量化毫米波多天线系统进行数学建模、基于奇异值分解算法的传输信号和模拟线性接受器的联合设计,根据所述的奇异值分解算法,以获得低比特量化毫米波多天线系统下的最大传输速率。
【技术特征摘要】
1.针对低比特量化毫米波多天线系统的传输速率优化方法,其特征在于,包括对低比特量化毫米波多天线系统进行数学建模、基于奇异值分解算法的传输信号和模拟线性接受器的联合设计,根据所述的奇异值分解算法,以获得低比特量化毫米波多天线系统下的最大传输速率。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,具体包括:一、建立多天线信道模型,定义为H毫米波通信信道矩阵,H=UΛVH。这里U和V分别左酉矩阵和右酉矩阵,Λ=Diag(λ1,λ2,λ3,…λn)。二、多天线信道模型的传输速率可表示为这里Ryy=σ2WWH+WHQHHWH。三、假定接收端和发送端都已知信道信息,进一步优化设计传输信号波束生成器Q和模拟线性接收器W,改善系统的传输速率。四、基于奇异值分解算法,可知Q和W具有特殊结构,假定Q=VΛQVH和W=UH,则针对Q和W的优化设计问题转换成简单的求解子信道的功率分配问题,即...
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