基于人工蜂群算法的毫米波大规模MIMO混合预编码设计

针对传统的毫米波大规模多输入多输出(Multiple-Input Multi-Output, MIMO)系统存在硬件成本高和系统开销大等问题，提出一种基于人工蜂群(Artificial Bee Colony, ABC)算法的部分连接结构的数字模拟混合预编码方案。数字域部分采用经典的迫零(Zero-Force, ZF)预编码，在此基础上，推算了实现系统可达和速率最大化时，其模拟预编码矩阵应满足的条件，并进一步利用ABC算法的思想，把混合预编码矩阵设计问题等效为随机搜索寻优问题，求得最优的预编码矩阵。针对传统的ABC算法探索与开发能力未能达到很好的平衡这一缺陷，又提出一种基于交叉操作的全局ABC算法的解决方案。通过理论分析和仿真结果表明，相比传统算法，所提出的算法在系统总速率与算法收敛速度等方面的性能都有所提升。