[发明专利]一种用于毫米波RSM-MIMO系统的数模混合预编码方法

说明书

本发明属于通信抗干扰技术领域，具体的说是涉及一种用于毫米波RSM‑MIMO系统的数模混合预编码方法。本发明主要为了提升系统的BER性能，具体方法如下：发射端首先引入一个扰动矢量，对发送信号进行整形，然后进行数模混合预编码，在接收端使用简单的取模运算消除该扰动矢量后进行判决。本发明的有益效果为，传统的数模混合预编码技术和纯数字预编码技术相比，会有一定的BER性能损失，而本发明在发射端引入一个扰动矢量之后，能够有效地降低迫零预编码造成的噪声放大的问题，故与传统设计相比，本发明能大大地提升系统的BER性能。

技术领域

本发明属于通信抗干扰技术领域，涉及接收端空间调制(Receive SpatialModulation,RSM)技术，矢量扰动(Vector Perturbation，VP)预编码，数模混合(Digtal-Analog Hybrid,DAH)技术，毫米波通信(Millimeter-Wave(mmWave)Communication)，以及多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术，具体的说是涉及一种用于毫米波RSM-MIMO系统的矢量扰动预编码辅助的数模混合方法。

背景技术

MIMO系统相对于单输入单输出(SISO)系统，在系统容量上有了很大的提升。但是由于MIMO系统中配备多个昂贵的射频链路，使得硬件的成本和复杂度都增加很大，因此，为了降低硬件成本，人们提出了数模混合预编码技术。在模拟域利用相对廉价的移相器等器件能大大地减少射频链数，从而降低硬件成本。

新兴起的毫米波通信技术能提供大量的带宽，并且有效提高通信容量，因此被视为5G移动网络的一个重要部分。将毫米波技术与MIMO技术相结合(mmWave-MIMO)可以克服毫米波传播的高路径损耗的问题，而新兴的RSM技术可以为mmWave-MIMO提供低复杂度和高速率设计，因此提出了毫米波RSM-MIMO系统。为了在提供可从MIMO系统获得的确定分集增益的同时减少RF的成本损耗，数模混合预编码是一个很有效的技术,但是随着数模混合技术的引入，系统的BER性能相较于纯数字预编码会有损失。于是本发明提出了一种用于毫米波RSM-MIMO系统的矢量扰动预编码辅助的数模混合方法。

发明内容

本发明的目的，就是提出一种用于毫米波RSM-MIMO系统的矢量扰动预编码辅助的数模混合方法。

本发明的技术方案如下：

一种用于毫米波RSM-MIMO系统的数模混合预编码方法，设定毫米波RSM-MIMO系统具有L条多径，N_t根发射天线和N_r根接收天线，用于传输每组为b比特的数字信号；其中每组b比特数据经过RSM调制后映射为天线序号i和APM符号x，毫米波信道矩阵为：

其中，α_l～N(0,1)，和表示天线的阵列响应向量，且λ为波长，d为内置天线间的距离；

其特征在于，对已知的毫米波信道和发射信号x进行矢量扰动预编码辅助的数模混合方法包括以下步骤：

S1、设置模拟预编码矩阵W如下：

W＝A_MS(φ₀)；

φ₀为波束成形指向；

S2、根据模拟预编码矩阵W将等效的信道矩阵转化为：

S3、根据等效的信道矩阵设置数字端迫零预编码矩阵为：

S4、利用矢量扰动预编码技术对整个发送数据矢量加入一个扰动的矢量，即：

v＝x+τl；