[发明专利]基于匈牙利算法的MIMO发射机混合预编码器设计方法及装置

说明书

本申请公开了一种基于匈牙利算法的MIMO发射机混合预编码器设计方法及装置，包括：根据已知的信道矩阵信息，以最小化混合预编码器和全数字预编码器的距离来实现频谱效率的优化，利用交替优化的策略实现混合预编码器的设计。具体为：首先利用注水算法计算出频谱效率最高的全数字预编码器，再对模拟预编码器和数字预编码器进行初始化，而后开始迭代更新：先基于匈牙利算法更新模拟预编码器的设计；再根据最小二乘法更新数字预编码器的设计；而后，我们检验是否达到终止更新的条件，若达到条件则利用有限功率约束进行归一化，完成设计，否则进行下一轮更新。该方法能够实现动态子连接结构的混合预编码器设计，且能够达到较高的频谱效率与能量效率。

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种基于匈牙利算法的MIMO发射机混合预编码器设计方法及装置。

背景技术

混合预编码(hybridprecoding)将大规模MIMO系统的预编码划分为模拟预编码和数字预编码两个部分，可以实现以较少的射频链路驱动较多数量的天线，从而能够在高频谱效率与低能量消耗之间达到折中，是5G无线通信领域，尤其是毫米波通信中的关键技术之一。典型的混合预编码结构多为固定结构，例如图1中的(a)和(b)所示的全连接与固定子连接结构，已经得到了充分的发展，基本达到了理论性能的上限。

动态子连接则是一种新的混合预编码结构，通过开关切换射频链路与天线之间的连接关系，能够提高预编码结构的灵活性。动态子连接结构既吸纳了传统子连接结构能量效率高的优点，又能够根据实时的信道状态信息动态调整连接关系，因此能够具有更高的频谱效率与能量效率，近年来正逐渐成为混合预编码发射机进一步优化的备选方案。

现有针对动态子连接的研究较少，且给出的设计方案能效提升不够，与全数字预编码器的差距比较明显，需要得到进一步的优化。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的一个目的在于提出一种基于匈牙利算法的MIMO发射机混合预编码器设计方法，该方法能够实现动态子连接模式下的混合预编码器设计，并具有较高的频谱效率与能量效率。

本申请的另一个目的在于提出一种基于匈牙利算法的MIMO发射机混合预编码器设计装置。

为达到上述目的，本申请一方面实施例提出了一种基于匈牙利算法的MIMO发射机混合预编码器设计方法，包括：

S1，根据信道矩阵及注水算法计算全数字预编码器；

S2，对模拟预编码器和数字预编码器进行初始化；

S3，根据匈牙利算法更新所述模拟预编码器；

S4，根据最小二乘法更新所述数字预编码器；

S5，判断是否达到终止更新条件，若达到，执行S6，若未达到，则执行S3继续更新；

S6，根据有限功率约束对数字预编码器进行归一化。

本申请实施例的基于匈牙利算法的MIMO发射机混合预编码器设计方法，以最小化混合预编码器和全数字预编码器的距离为目标来实现频谱效率的优化，利用交替优化的策略实现混合预编码器的设计。由此，能够实现动态子连接模式下的混合预编码器设计，并具有较高的频谱效率与能量效率。

另外，根据本申请上述实施例的基于匈牙利算法的MIMO发射机混合预编码器设计方法还可以具有以下附加的技术特征：

在本申请的一个实施例中，所述混合预编码器被射频链路分为连接射频链路与发射天线的所述模拟预编码器和连接数据流与射频链路的所述数字预编码器两部分，所述模拟预编码器为可调整天线与射频链路间连接关系的动态子连接结构，由开关组成的动态连接网络与天线处的恒模移相器构成。

在本申请的一个实施例中，每根射频链路连接的天线数为固定值。