[发明专利]基于QGA-OMP算法的毫米波大规模MIMO混合预编码方法及系统

权利要求书

1.一种基于量子遗传(QGA)-正交匹配追踪(OMP)算法的毫米波大规模MIMO混合预编码方法，应用于发射端，所述发射端用于接收信号并对其进行预编码处理，再将处理后的所述信号发射到信道中；其特征在于，包括：

步骤一：定义射频预编码器为空矩阵，同时将最优无约束预编码器赋值给残差矩阵；

步骤二：根据所述残差矩阵得到相关矩阵；

步骤三：利用量子遗传算法，使用目标函数迭代计算适应度，当迭代次数满足预设迭代次数，得到与所述残差矩阵相匹配的最佳索引，根据所述最佳索引得到最优阵列响应向量；

其中，获取所述最优阵列响应向量的步骤包括：

ω表示最优阵列响应向量；表示方位角；λ表示波长；d表示天线单元间距；N_t为发射端天线数量；

步骤四：将所述最优阵列响应向量合并到所述射频预编码器中，得到第一射频预编码器；其中，获取所述第一射频预编码器的步骤包括：

F_RF1＝[F_RF|ω]；

F_RF为射频预编码器；

步骤五：根据所述第一射频预编码器和所述最优无约束预编码器，更新基带预编码器，得到第一基带预编码器；

其中，获取所述第一基带预编码器的步骤包括：

F_RF1为合并后的射频预编码矩阵；F_opt为最优无约束预编码器；

步骤六：根据所述第一射频预编码器、所述第一基带预编码器及所述最优无约束预编码器，更新所述残差矩阵；

其中，更新所述残差矩阵的步骤包括：

F为范数；

步骤七：对所述第一基带预编码器进行归一化处理，得到最优基带预编码器；

其中，获取所述最优基带预编码器的步骤包括：

||F_RF1F_BB1||_F称为F-范数；N_S为发射端的数据流数量；

同时，将所述第一射频预编码器记为最优射频预编码器。

2.根据权利要求1所述的基于QGA-OMP算法的毫米波大规模MIMO混合预编码方法，其特征在于，所述最优无约束预编码器是通过对信道矩阵进行奇异值分解而获得。

3.根据权利要求2所述的基于QGA-OMP算法的毫米波大规模MIMO混合预编码方法，其特征在于，若所述毫米波大规模MIMO混合预编码方法为迭代执行，且迭代次数小于射频链路，则重复执行步骤二到步骤六，否则，执行步骤七，其中，所述最优射频预编码器为最后一次迭代时所得到的所述第一射频预编码器。

4.根据权利要求1所述的基于QGA-OMP算法的毫米波大规模MIMO混合预编码方法，其特征在于，获取所述相关矩阵的步骤包括：

其中，A_t为阵列响应向量矩阵；F_res为残差矩阵。

5.一种基于QGA-OMP算法的毫米波大规模MIMO混合预编码系统，其特征在于，包括：发射模块，其设于发射端，用于接收信号并对其进行预编码处理，再将处理后的所述信号发射到信道中；其中，预编码处理的方法为权利要求1-4中任意一项所述的一种基于QGA-OMP算法的毫米波大规模MIMO混合预编码方法。