[发明专利]分离型数模混合收发通信系统中的模拟波束矢量优化方法

权利要求书

1.分离型数模混合收发通信系统中的模拟波束矢量优化方法，其特征在于，该方法基于初始的模拟预编码矩阵和模拟合成矩阵，以最小化接收干扰为目标，优化接收端每一个子阵列的波束矢量和发射端每一个子阵列的波束矢量，直到每一个子阵列的干扰的变化小于给定的阈值，得到最终的模拟预编码矩阵和模拟合成矩阵；

其中，优化接收端每一个子阵列的波束矢量为：对于给定发射端RF预编码矩阵，以接收端第k个子阵列收到发射端第i个子阵列的信号能量最小为目标，i≠k，以接收端第k个子阵列的波束控制矢量的幅度为常数为约束条件，对接收端的第k个子阵列进行相移器的相位矢量迭代更新；其中目标表示为：

其中H_k,i表示接收端的第k个子阵列和发射端的第i个子阵列之间的信道，f_i为发射端的第i个子阵列的波束控制矢量，g_k为接收端的第k个子阵列的波束控制矢量，N_RF为射频链路数，为接收端的第k个子阵列的相移器的相位矢量，H表示共轭转置；

优化发射端每一个子阵列的波束矢量为：对于给定接收端RF合成矩阵，以发射端第i个子阵列收到接收端第k个子阵列的信号能量最小为目标，k≠i，以发射端第i个子阵列的波束控制矢量的幅度为常数为约束条件，对发射端的第i个子阵列进行相移器的相位矢量迭代更新；其中目标表示为：

其中θ_i为发射端的第i个子阵列的相移器的相位矢量。

2.根据权利要求1所述的分离型数模混合收发通信系统中的模拟波束矢量优化方法，其特征在于，g_k中的每一个元素的计算公式为：

其中,M为接收端总接收天线数，angle表示取角度值，

表示矩阵的第l列去除第l个元素后的列矢量，表示gk去除第l个元素后的列矢量。

3.根据权利要求2所述的分离型数模混合收发通信系统中的模拟波束矢量优化方法，其特征在于，迭代求解更新接收端第k个子阵列的相移器相位矢量的具体步骤包括：

步骤1：初始迭代参数，包括g_k，迭代次数τ＝0，目标函数值χ_τ＝0以及迭代终止阈值ε；

步骤2：根据公式依次更新接收端第k个子阵列的每根接收天线的相位，其中，为第k个接收子阵列上的天线数；

步骤3：将步骤2中得到的g_k代入公式求得目标函数值χ_τ+1；

步骤4：如果|χ_τ+1-χ_τ|≤ε，则获得接收端的第k个子阵列的相移器相位矢量且停止迭代，否则τ＝τ+1，继续步骤2。

4.根据权利要求1所述的分离型数模混合收发通信系统中的模拟波束矢量优化方法，其特征在于，f_i中每一个元素的计算公式为：

其中N表示发射端总发射天线数，表示矩阵的第l列去除第l个元素后的列矢量,angle表示取角度值，表示f_i去除第l个元素后的列矢量。

5.根据权利要求4所述的分离型数模混合收发通信系统中的模拟波束矢量优化方法，其特征在于，迭代求解更新发射端第i个子阵列的相移器相位矢量的具体步骤包括：

步骤1：初始迭代参数，包括f_i，迭代次数τ＝0，目标函数值以及迭代终止阈值ε；

步骤2：根据公式依次更新发射端第i个子阵列的每根发射天线的相位，其中，为第i个发射子阵列上的天线数；

步骤3：将步骤2中得到的f_i代入公式求得目标函数值

步骤4：如果则获得发射端的第i个子阵列的相移器相位矢量且停止迭代，否则τ＝τ+1，继续步骤2。