[发明专利]一种基于自适应梯度反向传播的混合预编码方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种基于自适应梯度反向传播的混合预编码方法及装置，所述方法包括：初始化模拟预编码矩阵和数字预编码矩阵；基于模拟预编码矩阵、数字预编码矩阵、待发送信号、射频链和发射天线信息，构建单隐藏层神经网络模型；计算更新数字预编码矩阵；基于单隐藏层神经网络模型以及模拟预编码矩阵、数字预编码矩阵和全数字预编码矩阵，利用自适应梯度反向传播算法计算模拟预编码矩阵中每个元素的增量值，更新模拟预编码矩阵；判断模拟预编码矩阵和数字预编码矩阵是否满足收敛条件；不满足，返回执行利用最小二乘准则计算更新数字预编码矩阵的步骤；满足，归一化数字预编码矩阵。本发明实施例，能够降低混合预编码的复杂度。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种基于自适应梯度反向传播的混合预编码方法及装置。

背景技术

混合预编码是应用在毫米波大规模MIMO(Multiple Input Multiple Output，多输入多输出)天线的通信系统中一种常用的预编码方案。在基带即数字域部分，负责实现空间复用等的预编码功能；在射频即模拟部分，实现类似于相控阵的功能，控制信号的发射方向。

相关技术中，在单用户场景中的混合预编码实现过程为：将混合预编码设计为恒模约束下的矩阵分解问题，随机初始化信号发射机的模拟预编码矩阵，进而，基于模拟预编码矩阵，利用最小二乘准则计算信号发射机的数字预编码矩阵，进一步，基于数字预编码矩阵，利用共轭梯度算法迭代计算更新模拟预编码矩阵，再判断模拟预编码矩阵和数字预编码矩阵是否满足预设条件，如果满足，将模拟预编码矩阵和数字预编码矩阵确定为目标预编码矩阵，如果不满足，返回执行基于模拟预编码矩阵，利用最小二乘准则计算信号发射机的数字预编码矩阵的步骤。其中，预设条件为：信号发射机的全数字预编码矩阵，与模拟预编码矩阵和数字预编码矩阵乘积的欧氏距离是否在预设参数范围内，全数字预编码矩阵是对信号发射机与信号接收机之间的信道矩阵进行奇异值分解获得的。

然而，实际应用中发明人发现，相关技术利用共轭梯度算法迭代计算更新模拟预编码矩阵，所需的迭代次数较多，计算过程复杂，进而使得混合预编码的复杂度增加。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于自适应梯度反向传播的混合预编码方法及装置，以降低混合预编码的复杂度。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于自适应梯度反向传播的混合预编码方法，所述方法包括：

随机初始化信号发射机的模拟预编码矩阵和数字预编码矩阵；

基于所述模拟预编码矩阵、数字预编码矩阵、待发送信号、射频链和发射天线信息，构建单隐藏层神经网络模型；

基于所述模拟预编码矩阵和信号发射机的全数字预编码矩阵，利用最小二乘准则计算更新所述数字预编码矩阵，其中，所述信号发射机的全数字预编码矩阵为：对信号发射机与信号接收机之间的信道矩阵进行奇异值分解获取的；

基于所述单隐藏层神经网络模型，以及所述模拟预编码矩阵、数字预编码矩阵和全数字预编码矩阵，利用自适应梯度反向传播算法计算所述模拟预编码矩阵中每个元素的增量值，并更新所述模拟预编码矩阵；

判断所述模拟预编码矩阵和所述数字预编码矩阵是否满足预设收敛条件；

在所述模拟预编码矩阵和所述数字预编码矩阵不满足所述预设收敛条件的情况下，返回执行基于所述模拟预编码矩阵和信号发射机的全数字预编码矩阵，利用最小二乘准则计算更新所述数字预编码矩阵的步骤；在所述模拟预编码矩阵和所述数字预编码矩阵满足所述预设收敛条件的情况下，归一化满足条件的数字预编码矩阵。

可选地，所述基于所述模拟预编码矩阵、数字预编码矩阵、待发送信号、射频链和发射天线信息，构建单隐藏层神经网络模型的步骤，包括：

将所述待发送信号确定为输入神经元，得到输入层，将所述射频链确定为隐藏层，以及将所述发射天线确定为输出神经元，得到输出层；