【技术实现步骤摘要】
一种具有恒模约束的毫米波MIMO系统波束成形方法方法领域本专利技术属于毫米波MIMO无线通信领域，尤其涉及一种具有恒模约束的毫米波MIMO系统波束成形方法。背景方法随着移动终端设备的流行，人们对于无线通信的需求量也越来越大。为满足人们日益增长的对数据流量的需求，毫米波MIMO通信技术受到了人们的广泛关注。毫米波MIMO方法主要利用大规模天线阵列形成波束进行更快速的信息传输。由于毫米波MIMO系统具有大量的天线，为每个天线分配射频线路是不切实际的。所以使用少量的射频链路驱动大量天线阵列的混合预编码架构在现行的毫米波MIMO系统中广泛应用。特别地，一个射频链路驱动大规模天线阵列的系统在实际中可以更简易地实施。由于系统中只有一个射频链路，数字预编码无法进行，所以波束成形向量的每个元素均只有相位可调，即每个元素均具有恒定模值的约束(恒模约束)。如何进行波束成形是具有恒模约束的毫米波MIMO系统的难点所在。为获取毫米波MIMO系统的信道信息，一种基于码本的波束训练方式被广泛采用。码本由一系列的码字组成，每个码字均是具有特定空间波束形状和...
【技术保护点】
1.一种具有恒模约束的毫米波MIMO系统波束成形方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：/n(1)构建毫米波MIMO系统模型和信道模型；/n(2)构建具有恒模约束的毫米波MIMO系统波束成形模型；/n(3)设置初始条件，对步骤(2)所述模型进行求解得到优化的波束成形向量。/n
【技术特征摘要】
1.一种具有恒模约束的毫米波MIMO系统波束成形方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)构建毫米波MIMO系统模型和信道模型；
(2)构建具有恒模约束的毫米波MIMO系统波束成形模型；
(3)设置初始条件，对步骤(2)所述模型进行求解得到优化的波束成形向量。
2.根据权利要求1所述的一种具有恒模约束的毫米波MIMO系统波束成形方法，其特征在于，步骤(1)中，构建毫米波MIMO系统模型和信道模型的方法如下：
(1.1)发送端和接收端的天线阵列均为间隔为半波长的均匀线性阵，分别有Nt和Nr根天线；
(1.2)信号由发送端发送出去，信号在无线信道中传输之后到达接收端，接收端天线阵列收到的信号经过模拟合并得到最终接收信号，则接收到的信号可以表示为：
y＝wHHf+wHn
其中，y、H和n分别表示接收信号、信道矩阵和加性高斯白噪声向量，(·)H表示做共轭转置；f表示仅使用移相器的模拟预编码向量，由于移相器的恒定模值约束及发送功率归一化约束，f中的每一个元素均满足相应的，w表示仅使用移相器的模拟合并向量，由于移相器的恒定模值约束及接收功率归一化约束，w中的每一个元素均满足
(1.3)设发送端和接收端共有L条传输路径，每条传输路径的信息用发送角，接收角和信道增益来表示，根据广泛应用的Saleh-Valenzuela模型，此毫米波通信系统的信道被建模为：
其中，Nt、Nr、L、λl、和分别表示发送端天线数目、接收端天线数目、路径数目、第l条路径的信道增益、信道的到达角和信道发送角，α(N，θ)表示信道引导向量，定义为：
其中，N为天线数目，θ为信道的到达角或信道发送角，假设第l条路径的空间的发送角和到达角分别为和则
3.根据权利要求1或2所述的一种具有恒模约束的毫米波MIMO系统波束成形方法，其特征在于，步骤(2)中，构建具有恒模约束的毫米波MIMO系统波束成形模型的方法如下：
(2.1)设待设计波束成形向量v的波束增益为g(θ)，其中，θ∈[-1，1]表示步骤(1)中cos变换后的空间角度，v代表模拟预编码向量f或者模拟合并向量w；
(2.2)将空间角度θ均匀量化成K份，K≥Nt，第k个量化的角度为相应的，将待设计的波束增益也进行量化，量化的波束增益为g，其中，[g]k＝g(θk)为向量g的第k个元素，k＝1，2，…，K；
(2.3)定义一个矩阵矩阵A的第k列表示步骤(1)中指向角度θk的引导向量α(Nt，θk)，k＝1，2，…，K；
(2.4)波束成形向量设计问题可建立为：
其中，|·|表示对向量中的每个元素取模值，||·||表示向量的二范数，[v]n表示波束成形向量v的第n个元素；
(2.5)定义长度为K的向量其中，Ω表示相位向量，则步骤(2.4)中的波束成形向量设计问题可以转化为：
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