[发明专利]一种发射信号的预编码方法和装置

权利要求书

1.一种发射信号的预编码方法，其特征在于，包括：

获取所述发射信号所在信道的信道响应矩阵和所述发射信号对应的硬件能耗；

根据所述信道响应矩阵、最优模拟预编码矩阵公式和模拟预编码矩阵形式约束条件，依据交叉熵优化算法计算满足所述发射信号对应的通信系统能效最高的最佳模拟预编码矩阵；所述模拟预编码矩阵形式约束条件为所述发射信号所属的通信系统采用的子连接混合预编码结构对模拟预编码矩阵的形式约束；

根据所述最佳模拟预编码矩阵和所述信道响应矩阵，依据迫零预编码算法计算得出调制矩阵；

根据所述硬件能耗、所述信道响应矩阵、发射功率的预设约束条件和传输速率的预设约束条件，依据最优功率分配因子矩阵公式计算满足所述发射信号对应的通信系统能效最高的最佳功率分配因子矩阵；

根据所述调制矩阵和所述最佳功率分配因子矩阵，依据预设数字预编码矩阵公式计算最佳数字预编码矩阵；

根据所述最佳模拟预编码矩阵和所述最佳数字预编码矩阵对所述子连接混合预编码结构进行配置；

所述最优模拟预编码矩阵公式具体为：

其中，F_RF为模拟预编码矩阵，H为所述信道响应矩阵；

所述最优功率分配因子矩阵公式具体为：

其中，K为所述发射信号所属的通信系统服务的用户终端的数量；P为功率分配因子矩阵；P_s为硬件能耗；P_k为第k个用户终端对应的功率分配因子的平方，同时为所述P中第k列的元素的平方；为所述发射信号传输至第k个用户终端时的高斯白噪声的方差；h_k为所述信道响应矩阵的第k列；g_k^BB为调制矩阵的第k列。

2.根据权利要求1所述的发射信号的预编码方法，其特征在于，所述根据所述信道响应矩阵、最优模拟预编码矩阵公式和模拟预编码矩阵形式约束条件，依据交叉熵优化算法计算满足所述发射信号对应的通信系统能效最高的最佳模拟预编码矩阵之前还包括：

根据迫零预编码算法对预设系统和速率公式进行更新得到更新的系统和速率公式；

根据所述更新的系统和速率公式和预设功耗公式，确定所述最优模拟预编码矩阵公式。

3.根据权利要求1所述的发射信号的预编码方法，其特征在于，所述根据所述硬件能耗、所述信道响应矩阵、发射功率的预设约束条件和传输速率的预设约束条件，依据最优功率分配因子矩阵公式计算满足所述发射信号对应的通信系统能效最高的最佳功率分配因子矩阵之前还包括：

根据迫零预编码算法对预设系统和速率公式进行更新得到更新的系统和速率公式；

根据所述更新的系统和速率公式和预设功耗公式，构建所述最优功率分配因子矩阵公式。

4.根据权利要求1所述的发射信号的预编码方法，其特征在于，所述根据所述硬件能耗、所述信道响应矩阵、发射功率的预设约束条件和传输速率的预设约束条件，依据最优功率分配因子矩阵公式计算满足所述发射信号对应的通信系统能效最高的最佳功率分配因子矩阵包括：

利用分式规划问题引理将所述最优功率分配因子矩阵公式转化为目标减式；

根据初始功率分配因子矩阵依据所述最优功率分配因子矩阵公式中包含的能效因子，计算所述发射信号对应的通信系统的初始能效；

根据所述初始能效、所述通信系统发射功率的约束条件、所述通信系统服务的用户终端的传输速率约束条件和所述目标减式，依据拉格朗日乘数法和库恩塔克条件计算目标功率分配因子矩阵；

根据所述目标功率分配因子矩阵判断所述目标减式是否满足预设条件，当确定所述目标减式满足所述预设条件时，则确定所述目标功率分配因子矩阵为所述最佳功率分配因子矩阵。

5.根据权利要求4所述的发射信号的预编码方法，其特征在于，当根据所述目标功率分配因子矩阵确定所述目标减式不满足所述预设条件时，将所述初始功率分配因子矩阵替换为所述目标功率分配因子矩阵。