[发明专利]移相器数量可变的混合精度移相网络及预编码方法

权利要求书

1.移相器数量可变的混合精度移相网络，即为预编码结构，包括射频RF链路、累加器、天线、连接线，其特征在于：还包括由开关、高低精度移相器对、连接线组成的移相网络；

利用一对高、低精度移相器代替传统的一个固定精度移相器，每一个射频链路通过该移相器对与天线相连；用两个开关控制每一个移相器对，其中一个开关与高精度移相器相连，另一个开关与低精度移相器相连，通过控制开关的使能状态控制高、低精度移相器对的使能状态和工作精度的高低，从而灵活地配置移相器的数量与精度；

通过断开移相器对，进一步降低移相网络的能量开销；同时，移相网络中不同精度移相器的数目比例能够预先灵活配置，通过对应的混合预编码方法，实现在大量移相器对非使能的情况下，通信系统获得准最优的能量效率性能；

通过对能量效率最大化问题的转化，建立系统能量效率与每个移相器对应的预编码矩阵元素的内在联系，将混合预编码过程划分为三阶段：在第一阶段，逐一确定非使能的移相器的位置，由于使能的移相器数量逐步减少，通过该阶段操作保证MIMO通信系统能量开销降低；同时，非使能的移相器应使系统频谱效率损失最低，从而保证MIMO通信系统能量效率最高；每确定一个非使能的移相器的位置，将模拟预编码矩阵中的对应元素设为0；在第二阶段，逐一确定工作在低精度状态的移相器的位置，同时利用低精度移相器对模拟预编码矩阵对应元素的相位进行量化；在第三阶段，利用高精度移相器逐一对剩余的模拟预编码矩阵元素的相位进行量化；在上述三个阶段中，每完成一次非使能或量化过程，通过基于相位补偿的欧氏距离最小化方法更新对应的准最优混合预编码矩阵，作为下一次迭代设计的输入。

2.混合预编码方法，适用于如权利要求1所述的移相器数量可变的混合精度移相网络，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一，通过确定对信号传输能量贡献最小的移相器的位置，确定移相器对的使能状态；

步骤二，每确定一个非使能移相器的位置，通过第一阶段混合预编码方法更新混合预编码矩阵，使能量效率最大化；

步骤三，重复步骤一和步骤二，直到处于非使能状态的移相器对数目达到根据预先配置的比例计算出的非使能移相器对数目；

步骤四，通过确定对信号传输能量贡献最小的移相器的位置，确定低精度量化的移相器对位置；

步骤五，每确定一个处于低精度工作状态的移相器对的位置，通过第二阶段混合预编码方法更新混合预编码矩阵，使能量效率最大化；

步骤六，重复步骤四和步骤五，直到处于低精度工作状态的移相器对数目达到根据预先配置的比例计算出的处于低精度工作状态移相器对数目；

步骤七，通过确定对信号传输能量贡献最小的移相器的位置，确定高精度量化的移相器对位置；

步骤八，每确定一个处于高精度工作状态的移相器对的位置，通过第三阶段混合预编码方法更新混合预编码矩阵，使能量效率最大化；

步骤九，重复步骤七和步骤八，直到处于高精度工作状态的移相器对数目达到根据预先配置的比例计算出的处于高精度工作状态移相器对数目。