(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110797374.0 (22)申请日 2021.07.14 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113691291 A (43)申请公布日 2021.11.23 (73)专利权人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区清华园 (72)发明人 王劲涛　王薛涵　潘长勇　王军　 薛永林　阳辉　 (74)专利代理 机构 北京清亦华知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11201 专利代理师 黄玉霞 (51)Int.Cl. H04B 7/0456(2017.01) H04B 7/0413(2017.01) H04B 7/06(2006.01) G06F 30/27(2020.01)(56)对比文件 CN 111988073 A,2020.1 1.24 CN 112152684 A,2020.12.2 9 CN 111917447 A,2020.1 1.10 US 2019013847 A1,2019.01.10 王璀等.毫米波MIMO发射机中的低复杂度动 态子阵列组合方法. 《电信科 学》 .2020,(第08 期),第92-102页. 孙旭耀.毫米波MIMO通信系统混合预编码技 术研究. 《中国优秀硕士学位 论文全文数据库(信 息科技辑)》 .2020, (续) 审查员 郑聿琳 (54)发明名称 基于匈牙利算法的MIMO发射机混合预编码 器设计方法及装置 (57)摘要 本申请公开了一种基于匈牙利算法的MIMO 发射机混合预编码器设计方法及装置， 包括： 根 据已知的信道矩阵信息， 以最小化混合预编码器 和全数字预编码器的距离来实现频谱效率的优 化， 利用交替优化的策略实现混合预编码器的设 计。 具体为： 首先利用注水算法计算出频谱效率 最高的全数字预编码器， 再对模拟预编码器和数 字预编码器进行初始化， 而后开始迭代更新： 先 基于匈牙利算法更新模拟预编码器的设计； 再根 据最小二乘法更新数字预编码器的设计； 而后， 我们检验是否达到终止更新的条件， 若达到条件 则利用有限功率约束进行归一化， 完成设计， 否 则进行下一轮更新。 该方法能够实现动态子连接 结构的混合预编码器设计， 且能够达到较高的频 谱效率与能量效率。 [转续页] 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 113691291 B 2022.05.24 CN 113691291 B (56)对比文件 Longfei Yan 等.A Dynamic A rray-of- Subarrays Architecture and Hybrid Precoding Algorithm s for Teraher tz Wireless Communications. 《IEEE Journal o n Selected A reas in Communications》 .2020,第38卷(第9期), Yiwei Sun 等.Pri ncipal Compo nent Analysis-Based Broadband Hybrid Precodi ng for Millimeter-Wave Mas sive MIMO System s. 《IEEE Transacti ons on Wireless Communications》 .2020,第19卷(第10期),2/2 页 2[接上页] CN 113691291 B1.一种基于匈牙利算法的MIMO发射机混合预编码器设计方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： S1， 根据信道 矩阵及注水算法计算全数字预编码器； S2， 对模拟预编码器和数字预编码器进行初始化； S3， 根据匈 牙利算法更新所述模拟预编码器； S4， 根据最小二乘法更新所述数字预编码器； S5， 判断是否 达到终止更新条件， 若达 到， 执行S6， 若未达 到， 则执行S3继续更新； S6， 根据有限功率约束对数字预编码器进行归一 化； 其中， 所述S2进一步包括： 将所述模拟预编码器FRF初始化为固定子连接矩阵， 移相器均 设置为0相位； 将所述数字预编码器初始化为 其中， 为所述数字预编码矩阵， 为所述信道矩阵， 为模拟 预编码器矩阵， NR为接收机的天线数， NT为发射机的天线数， NRF为发射机与 接收机的射频链 路数， Ns为待发送的数据流数， M为发射机每根射频链路连接的天线数， Fopt为所述全数字预 编码器； 其中， 所述混合预编码器被射频链路分为连接射频链路与发射天线的所述模拟预编码 器和连接数据流与射频链路的所述数字预编码器两部分， 所述模拟预编码器为可调整天线 与射频链路 间连接关系的动态子连接结构， 由开关组成的动态连接网络与天线处的恒 模移 相器构成； 其中， 所述混合预编码器以优化加性高斯白噪声条件下香农公式所给出的频谱 效率为 优化目标， 以最小化混合预编码器和全数字预编码器的距离实现所述优化 目标， 以有限发 射功率和动态子连接结构为约束条件。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 每根 射频链路连接的天线数为固定值。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述移相器为无限精度连续取值的移相器 或低精度离 散取值的移相器。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述S3进一 步包括： S301， 写出距离矩阵D， 其中 以及对应的相位 矩阵 S302， 令D*＝[D， D， ...， D]共M个D拼成一个方阵， 利用图论中的匈 牙利算法求 最小匹配； S303， 根据矩阵D*与D中元素的对应关系以及所述最小匹配， 得到每根天线i对应的射频 链路k， 以在对应位置更新 为FRF(i， k)＝ejΘ(i， k)， 所述模拟预编码器的其 余位置均更新 为0。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述终止更新条件 包括： 本轮更新 的减小量小于预设阈值∈； 或 本轮更新后达 到预设的最大迭代次数Niter。 6.一种基于匈 牙利算法的MIMO发射机混合预编码器设计装置， 其特 征在于， 包括： 计算模块， 用于根据信道 矩阵及注水算法计算全数字预编码器； 初始化模块， 用于对 模拟预编码器和数字预编码器进行初始化； 第一更新模块， 用于根据匈 牙利算法更新所述模拟预编码器；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113691291 B 3