一种信号预编码方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本申请提供了信号预编码方法、装置及电子设备，涉及无线通信技术领域，应用于信号发射端，包括多个射频链路和多个发射天线，多个射频链路通过开关网络与多个发射天线相连接，方法包括：获得待编码信号，获得待接收待编码信号的用户的用户数量；基于用户数量、射频链路的数量、发射天线的数量、以及预设的信道信息，利用遗传算法计算数字编码信息和模拟编码信息；按照数字编码信息对待编码信号进行数字预编码，将数字预编码后的信号映射到各个射频链路；按照模拟编码信息对各个射频链路输出的射频信号进行模拟预编码，基于模拟预编码结果，通过开关网络将模拟预编码后的信号映射到各个发射天线。应用上述方案可以降低信号预编码带来的能量消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种信号预编码方法、装置及电子设备
本申请涉及无线通信
，特别是涉及一种信号预编码方法、装置及电子设备。
技术介绍
在无线通信
，信号发射端通常采用MassiveMIMO(大规模多输入多输出)技术实现信号发射。信号发射过程中，为了降低信号之间的干扰，需要对信号进行混合预编码。其中，混合预编码包括数字预编码和模拟预编码两部分，数字预编码是指将信号映射到射频链路，模拟预编码是指将射频链路输出的信号映射到发射天线。现有技术中，信号发射端一般基于移相器网络实现混合预编码，这种情况下，在对信号进行模拟预编码时，需要首先将射频链路输出的信号映射至移相器，由移相器对信号进行相位调节，再对移相器输出的信号进行模拟预编码，从而将信号映射至发射天线。应用现有技术虽然可以实现对信号进行预编码，但是MIMO技术下的移相器网络中需要部署大量的移相器，而大量的移相器在对信号进行相位调节时，所消耗的能量较大。因此，现有技术中存在对信号进行预编码时能量消耗大的问题。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种信号预编码方法、装置及电子设备，以降低信号预编码过程中的能量消耗。具体技术方案如下：第一方面，本申请实施例提供了一种信号预编码方法，所述方法应用于信号发射端，所述信号发射端包括多个射频链路和多个发射天线，所述多个射频链路通过开关网络与所述多个发射天线相连接，所述方法包括：获得待编码信号，并获得待接收所述待编码信号的用户的用户数量；基于所述用户数量、所述射频链路的数量、发射天线的数量、以及预设的信道信息，利用遗传算法计算数字编码信息和模拟编码信息，其中，所述数字编码信息表征：用于传输所述待编码信号的射频链路的信息，所述模拟编码信息表征：用于传输各个射频链路输出信号的发射天线的信息，所述信道信息表征：用于传输信号的信道传输路径的信息；按照所述数字编码信息对所述待编码信号进行数字预编码，将数字预编码后的信号映射到各个射频链路，以使得各个射频链路对所映射的信号进行放大得到射频信号；按照所述模拟编码信息对各个射频链路输出的射频信号进行模拟预编码，基于模拟预编码结果，通过所述开关网络将模拟预编码后的信号映射到各个发射天线。第二方面，本申请实施例提供了一种信号预编码装置，所述装置应用于信号发射端，所述信号发射端包括多个射频链路和多个发射天线，所述多个射频链路通过开关网络与所述多个发射天线相连接，所述装置包括：信号获得模块，用于获得待编码信号，并获得待接收所述待编码信号的用户的用户数量；信息获得模块，用于基于所述用户数量、所述射频链路的数量、发射天线的数量、以及预设的信道信息，利用遗传算法计算数字编码信息和模拟编码信息，其中，所述数字编码信息表征：用于传输所述待编码信号的射频链路的信息，所述模拟编码信息表征：用于传输各个射频链路输出信号的发射天线的信息，所述信道信息表征：用于传输信号的信道传输路径的信息；数字预编码模块，用于按照所述数字编码信息对所述待编码信号进行数字预编码，将数字预编码后的信号映射到各个射频链路，以使得各个射频链路对所映射的信号进行放大得到射频信号；模拟预编码模块，用于按照所述模拟编码信息对各个射频链路输出的射频信号进行模拟预编码，基于模拟预编码结果，通过所述开关网络将模拟预编码后的信号映射到各个发射天线。第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现第一方面任一所述的方法步骤。第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一所述的方法步骤。本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一所述的信号预编码方法。本申请实施例有益效果：由以上可见，应用本申请实施例提供的方案，对信号进行预编码的信号发射端包括多个射频链路和多个发射天线，多个射频链路通过开关网络与多个发射天线相连接。信号发射端对信号进行预编码时可以获得待编码信号，并获得待接收待编码信号的用户的用户数量，基于用户数量、射频链路的数量、发射天线的数量、以及预设的信道信息，利用遗传算法计算数字编码信息和模拟编码信息，其中，数字编码信息表征：用于传输待编码信号的射频链路的信息，模拟编码信息表征：用于传输各个射频链路输出信号的发射天线的信息，信道信息表征：用于传输信号的信道传输路径的信息，按照数字编码信息对待编码信号进行数字预编码，将数字预编码后的信号映射到各个射频链路，以使得各个射频链路对所映射的信号进行放大得到射频信号，按照模拟编码信息对各个射频链路输出的射频信号进行模拟预编码，基于模拟预编码结果，通过开关网络将模拟预编码后的信号映射到各个发射天线。利用数字编码信息和模拟编码信息可以将信号映射到相位最匹配的发射天线中。由于开关网络中不包含移相器，可以避免移相器带来的能量消耗。由此可见，应用本申请实施例提供的方案在进行信号预编码时，可以降低信号预编码带来的能量消耗。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种信号发射端的结构示意图；图2为本申请实施例提供的一种信号预编码方法的流程示意图；图3为本申请实施例提供的一种信号预编码过程示意图；图4为本申请实施例提供的一种信息获得方法的流程示意图；图5为本申请实施例提供的和速率示意图；图6为本申请实施例提供的不同迭代次数下和速率的示意图；图7为本申请实施例提供的一种能量效率对比示意图；图8为本申请实施例提供的一种信号预编码装置的结构示意图；图9为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。为降低信号预编码过程中移相器带来的能量消耗，本申请实施例提供了一种信号预编码方法、装置及电子设备，下面分别进行详细介绍。首先对本申请实施例提供的信号预编码方法的执行主体进行介绍。该方法可以应用于信号发射端，信号发射端包括多个射频链路和多个发射天线，多个射频链路通过开关网络与多个发射天线相连接。其中，上述信号发射端可以是信号发射基站。该信号发射端可以采用Mas本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信号预编码方法，其特征在于，所述方法应用于信号发射端，所述信号发射端包括多个射频链路和多个发射天线，所述多个射频链路通过开关网络与所述多个发射天线相连接，所述方法包括：/n获得待编码信号，并获得待接收所述待编码信号的用户的用户数量；/n基于所述用户数量、所述射频链路的数量、发射天线的数量、以及预设的信道信息，利用遗传算法计算数字编码信息和模拟编码信息，其中，所述数字编码信息表征：用于传输所述待编码信号的射频链路的信息，所述模拟编码信息表征：用于传输各个射频链路输出信号的发射天线的信息，所述信道信息表征：用于传输信号的信道传输路径的信息；/n按照所述数字编码信息对所述待编码信号进行数字预编码，将数字预编码后的信号映射到各个射频链路，以使得各个射频链路对所映射的信号进行放大得到射频信号；/n按照所述模拟编码信息对各个射频链路输出的射频信号进行模拟预编码，基于模拟预编码结果，通过所述开关网络将模拟预编码后的信号映射到各个发射天线。/n

【技术特征摘要】
1.一种信号预编码方法，其特征在于，所述方法应用于信号发射端，所述信号发射端包括多个射频链路和多个发射天线，所述多个射频链路通过开关网络与所述多个发射天线相连接，所述方法包括：
获得待编码信号，并获得待接收所述待编码信号的用户的用户数量；
基于所述用户数量、所述射频链路的数量、发射天线的数量、以及预设的信道信息，利用遗传算法计算数字编码信息和模拟编码信息，其中，所述数字编码信息表征：用于传输所述待编码信号的射频链路的信息，所述模拟编码信息表征：用于传输各个射频链路输出信号的发射天线的信息，所述信道信息表征：用于传输信号的信道传输路径的信息；
按照所述数字编码信息对所述待编码信号进行数字预编码，将数字预编码后的信号映射到各个射频链路，以使得各个射频链路对所映射的信号进行放大得到射频信号；
按照所述模拟编码信息对各个射频链路输出的射频信号进行模拟预编码，基于模拟预编码结果，通过所述开关网络将模拟预编码后的信号映射到各个发射天线。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述用户数量、所述射频链路的数量、发射天线的数量、以及预设的信道信息，利用遗传算法计算数字编码信息和模拟编码信息，包括：
随机产生预设数量个行数为所述发射天线的数量、且列数为所述射频链路的数量的矩阵，作为候选模拟信息；
对各个候选模拟信息进行维度转换，得到各个一维的候选模拟信息；
针对各个一维的候选模拟信息，计算用于传输所述待编码信号的射频链路的信息，作为候选数字信息；
针对各个一维的候选模拟信息和该一维的候选模拟信息对应的候选数字信息，根据所述用户数量和信道信息，计算每一候选模拟信息的适应度，其中，每一候选模拟信息的适应度表征：基于该候选模拟信息进行模拟预编码后信号之间的干扰程度；
基于各个候选模拟信息的适应度，从各个一维的候选模拟信息中选择出所述预设数量个信息，作为目标模拟信息；
将各个一维的候选模拟信息更新为所选择的目标模拟信息，返回所述针对各个一维的候选模拟信息，计算用于传输所述待编码信号的射频链路的信息，作为候选数字信息的步骤，直至满足预设的迭代条件，得到最终的目标模拟信息；
从所述最终的目标模拟信息中选择适应度最高的一目标模拟信息，对所选择的目标模拟信息进行维度转换，得到行数为所述发射天线的数量、且列数为所述射频链路的数量的矩阵，作为模拟编码信息；
针对所述模拟编码信息，计算用于传输所述待编码信号的射频链路的信息，作为数字编码信息。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将各个一维的候选模拟信息更新为所选择的目标模拟信息，包括：
基于预设的交叉概率对所选择的目标模拟信息进行交叉变换，将各个一维的候选模拟信息更新为交叉变换后的目标模拟信息；和/或
基于预设的突变概率对所选择的目标模拟信息进行突变变换，将各个一维的候选模拟信息更新为突变变换后的目标模拟信息。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述针对各个一维的候选模拟信息，计算用于传输所述待编码信号的射频链路的信息，作为候选数字信息，包括：
以所述信号发射端的发射功率为约束，利用均衡算法计算各个一维的候选模拟信息对应的用于传输所述待编码信号的射频链路的信息，作为候选数字信息。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述以所述信号发射端的发射功率为约束，利用均衡算法计算各个一维的候选模拟信息对应的用于传输所述待编码信号的射频链路的信息，作为候选数字信息，包括：
利用以下公式计算每一一维的候选模拟信息对应的候选数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立华，樊家澍，张平，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11