[发明专利]一种面向毫米波大规模多输入多输出的混合预编码方法

权利要求书

1.一种面向毫米波大规模多输入多输出的混合预编码方法，其特征在于，建立一种基于透镜天线子阵列的混合预编码系统模型，根据确定的优化目标，采用迭代更新公式不断迭代更新初始模拟预编码矩阵中元素的概率分布，最终得到最佳模拟预编码矩阵和最佳数字预编码矩阵；

其中，迭代更新公式的计算方法：在上一次迭代参数的基础上，通过最小化负γ-似然函数得到新的参数，从而对此次迭代参数进行估计；

具体按照以下步骤实施：

步骤一、构建混合预编码系统模型：

所述混合预编码系统模型包括数字预编码器(1)，所述数字预编码器(1)经若干个并列设置的射频链(2)连接至模拟预编码器(3)，所述模拟预编码器(3)连接有若干个透镜天线子阵列(7)；

步骤二、确定优化目标函数：

基于步骤一构建的混合预编码系统模型，确定优化目标函数，并构造关于模拟预编码矩阵和数字预编码矩阵的优化问题；

步骤三、由于步骤一混合预编码系统模型中混合预编码器带来的硬件约束，使得模拟预编码矩阵遵循伯努利概率分布，基于此概率分布随机生成若干个模拟波束形成器，并采用数字预编码方法计算数字预编码矩阵；

步骤四、根据步骤二中的优化问题和步骤三中得到的模拟预编码矩阵，计算权重；

步骤五、基于步骤三的概率分布和步骤四的权重，采用迭代更新公式不断迭代更新模拟预编码矩阵中元素的概率分布，得到最佳的模拟预编码矩阵和数字预编码矩阵；

所述迭代更新公式具体如下：

其中，将u⁽ⁱ⁾定义为模拟预编码矩阵中的第i个元素的概率分布参数，则u⁽ⁱ⁺¹⁾为模拟预编码矩阵中的第i+1个元素的概率分布参数，u是根据当前概率分布得到的全新概率分布参数；

其中，表示全新的定义，是步骤二中模拟预编码矩阵中模拟波束形成器的概率分布，w_s是步骤四中的计算得到的权重，γ是控制鲁棒程度的参数，i是迭代次数，F_RF是模拟预编码矩阵，(F_RF)^T表示对模拟预编码矩阵的转置；

其中，I是单位方阵，1是全1矢量；

其中，是模拟预编码矩阵中第i个元素的权重；

其中，θ_i＝-γF_RFu。

2.如权利要求1所述的一种面向毫米波大规模多输入多输出的混合预编码方法，其特征在于，所述步骤一中的混合预编码系统模型，包括数字预编码器(1)、模拟预编码器(3)和n个透镜天线天线子阵列(7)，n为大于1的整数；

所述模拟预编码器(3)包括并列设置的n个加法器(4)，所述数字预编码器(1)通过并列设置的n个射频链(2)一一对应的连接至所述模拟预编码器(3)的加法器(4)上，每个所述加法器(4)均通过一个反相器(5)和若干个开关(6)连接至一个透镜天线子阵列(7)。