基于OFDM的混合预编码设计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于OFDM的混合预编码设计方法及装置，其中，该方法包括：根据通信需求选择OFDM中子载波的数量，对不同子载波上的数据流由各自的数字预编码矩阵进行基带数字预编码，通过快速傅里叶逆变换转换到时域信号，经由射频链路到达模拟预编码部分，通过相位调制实现编码；根据优化问题设计混合预编码器，对优化问题进行化简，根据优化目标函数增益选择与天线相连的射频链路和移相器相位，设计模拟预编码器，利用信道二阶统计特性简化模拟预编码矩阵设计；根据等效实时低维的信道信息设计数字预编码器，采用基带线性数字预编码，消除子载波上信号的干扰。该方法有效地提升系统的频谱效率，同时具有较低的计算复杂度和硬件复杂度。

【技术实现步骤摘要】
基于OFDM的混合预编码设计方法及装置
本专利技术涉及通信
，特别涉及一种基于OFDM的混合预编码设计方法及装置。
技术介绍
大规模MIMO(MultipleInputMultipleOutput，多入多出)技术需要大规模的射频链路，每一根天线连接一条专属的射频链路，由此将会带来巨大的能量开销和硬件成本。为缓解这个问题，混合预编码技术被提出。混合预编码包括数字预编码和模拟预编码两个部分，与基带的全数字编码相比，相当于牺牲了预编码的灵活性来换取系统能耗的降低：由于只需要远少于天线数量的射频链路去驱动大规模的天线阵列，因此能够大大地降低能量损耗和硬件复杂度。宽带频率选择性衰落信道场景下的研究具有重要的实际意义和挑战性。对于频率选择性衰落信道的混合预编码的研究成为了一个新的研究热点。对于频率选择性衰落信道，基于OFDM(Orthogonal-Frequency-Division-Multiplexing，正交频分复用)的混合预编码技术将其转换为多个并行的窄带平衰落信道。与此同时，对于大规模MIMO系统来说，获取实时高维的CSI会增加训练本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于OFDM的混合预编码设计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n根据通信需求选择OFDM中子载波的数量，对不同子载波上的数据流由各自的数字预编码矩阵进行基带数字预编码，并通过快速傅里叶逆变换转换到时域信号，经由射频链路到达模拟预编码部分，通过相位调制实现编码；/n根据优化问题设计混合预编码器，对所述优化问题进行化简，根据优化目标函数增益选择与天线相连的射频链路和移相器相位，设计模拟预编码器，利用信道二阶统计特性简化模拟预编码矩阵设计；/n根据等效实时低维的信道信息设计数字预编码器，采用基带线性数字预编码，消除子载波上信号的干扰。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于OFDM的混合预编码设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据通信需求选择OFDM中子载波的数量，对不同子载波上的数据流由各自的数字预编码矩阵进行基带数字预编码，并通过快速傅里叶逆变换转换到时域信号，经由射频链路到达模拟预编码部分，通过相位调制实现编码；
根据优化问题设计混合预编码器，对所述优化问题进行化简，根据优化目标函数增益选择与天线相连的射频链路和移相器相位，设计模拟预编码器，利用信道二阶统计特性简化模拟预编码矩阵设计；
根据等效实时低维的信道信息设计数字预编码器，采用基带线性数字预编码，消除子载波上信号的干扰。


2.根据权利要求1所述的基于OFDM的混合预编码设计方法，其特征在于，模拟预编码部分采用动态子连接结构，所述动态子连接结构中，每一根天线通过移相器与一条射频链路相连，天线对射频链路的选择由选择网络实现，由信道二阶统计特性。


3.根据权利要求1或2所述的基于OFDM的混合预编码设计方法，其特征在于，所述信道二阶统计特性包括频域协方差矩阵和时域协方差矩阵，频域协方差矩阵基于子载波之间的相关性，时域协方差矩阵基于信道时域的相关性。


4.根据权利要求3所述的基于OFDM的混合预编码设计方法，其特征在于，通过所述时域协方差矩阵近似频域协方差矩阵，所述时域协方差矩阵由信道的散射几何决定。


5.根据权利要求1所述的基于OFDM的混合预编码设计方法，其特征在于，所述优化问题为最大化系统的下行频谱效率，设定基带数字预编码采用迫零算法，采用单次迭代将优化目标函数转换为包含模拟预编码矩阵，不包含数字预编码矩阵的表达式，对表达式进行放大处理，寻找到一个上界，所述优化目标函数上界为包含信道协方差矩阵的表达式。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王劲涛，刘影，张超，宋健，薛永林，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11