一种基于蜂群算法的毫米波大规模MIMO混合预编码设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于蜂群算法的毫米波大规模MIMO混合预编码设计方法，属于编码技术领域，该方法首先在基带部分采用迫零预编码来设计数字预编码矩阵，在模拟预编码部分单独设计模拟预编码矩阵，将模拟移相器的相位作为目标变量，将使系统可达和速率最大的条件作为目标函数，使用ABC算法对此问题进行寻优，得到尽可能好的预编码矩阵。该方法大大提高了收敛速度，降低了运算量，本发明专利技术采用人工蜂群（Artificial Bee Colony）算法来设计混合预编码，借助群智能算法的思想将混合预编码设计等效为随机寻优问题，不涉及矩阵求逆等复杂运算，运算量较低，取得了较好的性能。取得了较好的性能。取得了较好的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于蜂群算法的毫米波大规模MIMO混合预编码设计方法


[0001]本专利技术涉及编码
，具体是一种基于蜂群算法的毫米波大规模MIMO混合预编码设计方法。

技术介绍

[0002]毫米波因其波长较短使得其在小孔径内封装大量天线成为可能，同时，巨大的天线阵列提供显著的波束成形增益，能够弥补毫米波的路径损失。因此，毫米波与大规模MIMO技术结合是5G的关键技术之一。传统的数字预编码方式需要与天线数量相等的RF链数，但导致了硬件成本与功耗急剧增加。传统的模拟预编码方式用移相器代替RF链，但会导致系统性能损失。因此，提出了将数字预编码与模拟预编码相结合的混合预编码，混合预编码的核心思想是将传统的数字预编码器分解成一个由少量RF链组成的低维数字预编码器和一个由大量移相器组成的模拟预编码器，减少了硬件成本和性能损失。目前，大规模MIMO多采用OMP、SVD、SIC等预编码方式，随着基站天数数目和小区用户的增加，运算复杂度也随之增加。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于蜂群算法的毫米波大规模MIMO混合预编码设计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于蜂群算法的毫米波大规模MIMO混合预编码设计方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1、首先制作模拟预编码矩阵和毫米波大规模MIMO系统模型；步骤2、输入，NP：种群数目；Maxiter：最大迭代次数；H：信道矩阵；N
t
：向量θ的维度；K：接收天线数；步骤3、初始化相关参数，当前迭代次数t＝0，随机生成NP个维度为N
t
的θ向量，记为计算每个θ对应的目标函数值即步骤4、用ξ
i
计算NP个个体的适应度值，种群中适应度值较优的一半个体组成引领蜂种群，另一半个体组成跟随蜂种群；步骤5、引领蜂、跟随蜂依次搜索产生新的引领蜂种群和跟随蜂种群；步骤6、根据目标函数值评估NP个即得函数值，保留表现更好的θ向量，记录为θ
elite
。当t＜Maxiter时，如果则迭代次数t＝t+1，迭代次数小于最大迭代次数时，返回步骤5，否则，进入步骤7；步骤7、当达到最大迭代次数后，以θ
elite
生成模拟预编码矩阵，即输出F
RF
＝diag{f1,f2,...,f
N
}。2.根据权利要求1所述的一种基于蜂群算法的毫米波大规模MIMO混合预编码设计方法，其特征在于，所述步骤1具体是：首先在基带部分采用迫零预编码来设计数字预编码矩阵，在模拟预编码部分单独设计模拟预编码矩阵，将模拟移相器的相位作为目标变量，将使系统可达和速率最大的条件作为目标函数，使用ABC算法对此问题进行寻优，得到尽可能好的预编码矩阵。3.根据权利要求1所述的一种基于蜂群算法的毫米波大规模MIMO混合预编码设计方法，其特征在于，所述毫米波大规模MIMO系统模型中，首先通过数字预编码器对N
s
路数据流进行数字预编码。每一路数据流通过相应的射频链路后，由L个移相器构成的模拟预编码器对其进行模拟预编码。进行模拟预编码之后，每一路数据流通过与对应射频链路相连的仅有L根天线的子天线阵列发射出去。总发射天线数N
t
＝LN，接收端用户数为K，用户为单...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭方青，肖晴，崔子健，徐旭，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：