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专利号: 2020113501776
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种适用于大规模MU‑MIMO系统的恒定包络预编码,其特征在于:包括有以下步骤:S1:设置在具有N根天线基站(BS)的单小区大规模MU‑MIMO下行链路系统中,该系统同时为M个单天线用户提供服务,在基站中输入向量 通过CE预编码器预编码成发送向量 所述θ为星座点集,χp是具有有限分辨率移相器的数模转换器(DAC),所述本系统中的CE预编码瞬时发射功率始终满足 下行信道输入输出关系表示为:y=HX+n;

S2:设计具有有限分辨率移相器(PS)的CE预编码,通过联合优化预编码发送向量X和预编码因子β来最小化输入向量s和估计信号 之间的均方误差(MSE),表示为:En表示对n的期望;

S3:设定系统工作在高信噪比(SNR)范围内,即N0→0,将CE预编码问题改写如下:S4:所述预编码发送向量X和预编码因子β耦合,通过在公式(1)中固定β(X)来交替求解X(β),生成的迭代包括以下两个步骤:S5:利用近似求解方法,求解公式(3),得到预编码因子S6:放松限制 到 将公式(2)重写为:i i

所述X的i+1次更新时,β不变,忽略预编码因子β的上标,令y=βX以及将公式(4)再此改写为:S7:使用已有的ADMM方法,在公式(5)内引入辅助变量v,求解公式(5)等价于求解:s.t.y=v  (6)公式(6)的增广拉格朗日表达式为:其中 为对偶变量,ρ>0为惩罚参数,相应的ADMM由如下迭代组成:i+1 i i+1 i+1u =u+y ‑v   (10)S8:基于ADMM算法来求解公式(8),即求解等价优化的公式为:对变量y求导,使其等于0,求得公式(8)的封闭解:i+1 H ‑1 H i iy =(HH+ρI) (Hs+ρ(v‑u))  (11)i+1 H

S9:使用线性化ADMM方法降低计算y 中HH+ρI矩阵的逆矩阵,最后通过简单的求梯度求解公式(8),得到如下解:H

0<λ<σ(HH)

其中σ表示矩阵的谱半径;

S10:求解公式(9),即求解等价优化的公式: 可将其分解为以下N个子问题:

s.t.|vk|=|β|,k=1,2...,N  (13)对子问题解析求解,推导出显示解为:S11:进行算法的仿真实验,运用软件MATLAB进行仿真,验证理论分析。

2.根据权利要求1所述的一种适用于大规模MU‑MIMO系统的恒定包络预编码,其特征在于:所述S5中近似解法求解公式(3)包括以下步骤:S5.1:利用近似解法,得到如下表达式:‑1

其中预编码因子β≈γ ;

S5.2:最小化目标函数 得到如下表达式:

3.根据权利要求1所述的一种适用于大规模MU‑MIMO系统的恒定包络预编码,其特征在于:放松限制 到 可以得到如下表达式:

4.根据权利要求1所述的一种适用于大规模MU‑MIMO系统的恒定包络预编码,其特征在于:所述S9中使用线性化ADMM方法来降低复杂度来计算矩阵的逆包括以下步骤:S9.1:将ADMM方法公式中的二次项线性化,得到:H

其中λ>0是一个近似参数,gi=Hi i

(Hy‑s),gi表示 在y=y上的梯度;

S9.2:将公式代入计算,省略右侧第一项,得到近似解公式: