一种实用的毫米波大规模MIMO混合预编码算法

来源：电子与信息学报杂志2017年第8期北京时间：

作者：黄天宇, 马林华, 胡星, 黄绍城, 孙康宁, 刘士平

摘要：数字模拟混合预编码可以用较少的射频逼近全数字预编码的性能，可以用来解决毫米波大规模MIMO系统中由于射频链路过多造成的硬件损耗和校准问题。为解决传统混合预编码结构难以实现的缺点，该文的混合预编码研究基于一种简单的固定子连接结构。推导了系统可达速率最大，模拟预编码矩阵应满足的条件，从而将混合预编码矩阵设计问题转化为优化问题。采用鸟群算法(BSA)解决此优化问题，求得最优的预编码矩阵。针对模拟移相器分辨率有限的情况，提出一种直接量化的解决方案和一种基于改进的离散BSA的解决方案。仿真结果表明，所提算法能够基于简单结构实现较好的性能；移相器分辨率有限情况下，所提的两种解决方案都是有效的，且基于离散BSA的方案在分辨率较低时性能更优。

关键词：毫米波通信, 大规模MIMO, 混合预编码, 鸟群算法

基金资助：国家自然科学基金(61472442)