[发明专利]基于改进黎曼流形优化的毫米波混合模/数波束成形方法

权利要求书

1.一种基于改进黎曼流形优化的毫米波混合模/数波束成形方法，其特征在于包括如下步骤：

将共轭梯度投影到切线空间上得到黎曼梯度；沿黎曼梯度在切线空间中搜索点，利用Wolfe-Powell准则确定步长，将搜索点回溯到黎曼流形；满足停止条件时，通过计算得到模拟波束成形矩阵和数字波束成形矩阵。

2.如权利要求1所述的毫米波混合模/数波束成形方法，其特征在于根据如下公式计算所述共轭梯度J(FRF(i))：

其中，F_RF为模拟波束形成矩阵，，为N_s维单位矩阵，为发射功率约束，i为迭代次数,H₁＝H^HW_RFW_BB,其中W_RF为接收模拟合并矩阵,W_BB为接收数字合并矩阵。

3.如权利要求2所述的毫米波混合模/数波束成形方法，其特征在于根据如下公式将共轭梯度投影到切线空间上得到黎曼梯度：

其中，i为迭代次数。

4.如权利要求1所述的毫米波混合模/数波束成形方法，其特征在于：

利用基于Wolfe-Powell准则的线性搜索算法,确定迭代的搜索方向和搜索步长。

5.如权利要求1所述的毫米波混合模/数波束成形方法，其特征在于所述Wolfe-Powell准则为：

其中，x_k为当前点，α_k为自变量，d_k为下降方向，为函数的泰勒展开式,g_k为方向导数。

6.如权利要求1所述的毫米波混合模/数波束成形方法，其特征在于：

将均方误差MSE作为混合预编码设计的目标函数。

7.如权利要求6所述的毫米波混合模/数波束成形方法，其特征在于将搜索点回溯到黎曼流形,计算均方误差MSE如下：

其中，β∈(0,1)为比例因子，W＝W_RFW_BB为接收波束形成矩阵，H为信道矩阵，F为发射波束形成矩阵，s为信号矢量，n为噪声矢量,为N_s×N_s维的单位矩阵。

8.如权利要求7所述的毫米波混合模/数波束成形方法，其特征在于所述停止条件为：

计算两次迭代的MSE之间的相对差ΔMSE(i+1)＝|MSE(i+1)-MSE(i)|,如果ΔMSE(i+1)小于预定数值时，则结束迭代,得到模拟波束成形矩阵

9.如权利要求8所述的毫米波混合模/数波束成形方法，其特征在于：

所述预定数值为10^－5。

10.如权利要求9所述的毫米波混合模/数波束成形方法，其特征在于根据如下公式计算优化的数字波束成形矩阵