最优波束对搜索方法、装置、计算机设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种最优波束对搜索方法、装置、计算机设备及存储介质。所述最优波束对搜索方法包括：初始化波束对搜索空间；通过当前波束对搜索空间中的每个波束对从发射端向接收端发送训练导频；检测每个波束对上接收端的接收信号，计算每个波束对上的接收能量；根据每个波束对上的接收能量判断是否满足波束对筛选条件；若满足波束对筛选条件，则从当前波束搜索空间中移除接收能量较低的波束对；判断是否满足搜索结束条件；若满足搜索结束条件，则输出最优波束对；若不满足搜索结束条件，则返回通过当前波束对搜索空间中的每个波束对从发射端向接收端发送训练导频的步骤。本发明专利技术可以快速、高准确度地搜索到最优波束对。

【技术实现步骤摘要】
最优波束对搜索方法、装置、计算机设备及存储介质
本专利技术涉及移动通信
，具体涉及一种最优波束对搜索方法、装置、计算机设备及存储介质。
技术介绍
在新一代的通信技术中，毫米波(mmWave)通信系统吸引了越来越多科研人员的关注。毫米波的频率在30至300GHz之间，具有非常广的可用带宽，但同时也因为短波长有一些物理上的劣势。毫米波一个最主要的问题就是相比于常用波段的信号而言，毫米波段内的信号在空间传输中有非常大的路径损耗。现阶段一般使用大规模的天线，例如具有高指向性的天线阵列来克服这一缺点。在天线阵列中，如何找到最优的波束对准方向(即最优波束对)，对于发挥系统高增益的优势非常关键。现阶段的研究中，大多数处理的是低频段的信号，需要进行准确的信道估计。而对于高频段的信号，精确的信道估计很难实现，因而不能快速、准确地搜索到最优波束对。
技术实现思路
鉴于以上内容，有必要提出一种最优波束对搜索方法、装置、计算机设备及存储介质，其可以快速、高准确度地搜索到最优波束对。本申请的第一方面提供一种最优波束对搜索方法，所述方法包括：(a)初始化从发射端到接收端的波束对搜索空间；(b)通过当前波束对搜索空间中的每个波束对从发射端向接收端发送训练导频；(c)检测当前波束对搜索空间中每个波束对上接收端的接收信号，根据所述接收信号计算当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量；(d)根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量判断是否满足波束对筛选条件，若不满足波束对筛选条件，则执行(f)；(e)若满足波束对筛选条件，则从当前波束搜索空间中移除接收能量较低的波束对；(f)判断是否满足搜索结束条件，若不满足搜索结束条件，则返回(b)；(g)若满足搜索结束条件，则输出最优波束对。另一种可能的实现方式中，所述根据所述接收信号计算当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量包括：计算所述接收信号匹配滤波后的能量；将所述匹配滤波后的能量对所述波束对上累计的训练导频的能量或数量做归一化处理，得到所述接收能量。另一种可能的实现方式中，所述根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量判断是否满足波束对筛选条件包括：根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量确定当前波束对搜索空间的最大接收能量与最小接收能量；计算所述最大接收能量与所述最小接收能量的接收能量差值；判断所述接收能量差值是否大于或等于能量阈值。另一种可能的实现方式中，所述能量阈值根据下式计算：其中δi表示当前波束对搜索空间的能量阈值，ni表示当前波束对搜索空间的每个波束对上累计的训练导频的数量，λimax与λimin分别表示当前波束对搜索空间的最大接收能量与最小接收能量对应的非常中心参数。另一种可能的实现方式中，所述根据当前波束对搜索空间中每个波束对的接收能量判断是否满足波束对筛选条件包括：根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量计算当前波束对搜索空间中每个波束对是最优波束对的后验概率；确定当前波束对搜索空间的最小后验概率；判断所述最小后验概率是否小于或等于概率阈值。另一种可能的实现方式中，所述根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量计算当前波束对搜索空间中每个波束对是最优波束对的后验概率包括：计算其中||s||2表示该波束对上累计的训练导频的能量，Ti表示该波束对上的接收能量；对进行归一化处理，得到所述后验概率。另一种可能的实现方式中，所述概率阈值根据下式计算：其中σi表示所述概率阈值，ni表示当前波束对搜索空间的每个波束对上累计的训练导频的数量，λimax与λimin分别表示当前波束对搜索空间的最大接收能量与最小接收能量对应的非常中心参数。本申请的第二方面提供一种最优波束对搜索装置，所述装置包括：初始化模块，用于初始化从发射端到接收端的波束对搜索空间；发送模块，用于通过当前波束对搜索空间中的每个波束对从发射端向接收端发送训练导频；计算模块，用于检测当前波束对搜索空间中每个波束对上接收端的接收信号，根据所述接收信号计算当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量；第一判断模块，用于根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量判断是否满足波束对筛选条件；移除模块，用于若满足波束对筛选条件，则从当前波束搜索空间中移除接收能量较低的波束对；第二判断模块，用于判断是否满足搜索结束条件；输出模块，用于若满足搜索结束条件，则输出最优波束对。另一种可能的实现方式中，所述根据所述接收信号计算当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量包括：计算所述接收信号匹配滤波后的能量；将所述匹配滤波后的能量对所述波束对上累计的训练导频的能量或数量做归一化处理，得到所述接收能量。另一种可能的实现方式中，所述根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量判断是否满足波束对筛选条件包括：根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量确定当前波束对搜索空间的最大接收能量与最小接收能量；计算所述最大接收能量与所述最小接收能量的接收能量差值；判断所述接收能量差值是否大于或等于能量阈值。另一种可能的实现方式中，所述能量阈值根据下式计算：其中δi表示当前波束对搜索空间的能量阈值，ni表示当前波束对搜索空间的每个波束对上累计的训练导频的数量，λimax与λimin分别表示当前波束对搜索空间的最大接收能量与最小接收能量对应的非常中心参数。另一种可能的实现方式中，所述根据当前波束对搜索空间中每个波束对的接收能量判断是否满足波束对筛选条件包括：根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量计算当前波束对搜索空间中每个波束对是最优波束对的后验概率；确定当前波束对搜索空间的最小后验概率；判断所述最小后验概率是否小于或等于概率阈值。另一种可能的实现方式中，所述根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量计算当前波束对搜索空间中每个波束对是最优波束对的后验概率包括：计算其中||s||2表示该波束对上累计的训练导频的能量，Ti表示该波束对上的接收能量；对进行归一化处理，得到所述后验概率。另一种可能的实现方式中，所述概率阈值根据下式计算：其中σi表示所述概率阈值，ni表示当前波束对搜索空间的每个波束对上累计的训练导频的数量，λimax与λimin分别表示当前波束对搜索空间的最大接收能量与最小接收能量对应的非常中心参数。本申请的第三方面提供一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现所述最优波束对搜索方法。本申请的第四方面提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述最优波束对搜索方法。本专利技术初始化波束本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种最优波束对搜索方法，其特征在于，所述方法包括：/n(a)初始化从发射端到接收端的波束对搜索空间；/n(b)通过当前波束对搜索空间中的每个波束对从发射端向接收端发送训练导频；/n(c)检测当前波束对搜索空间中每个波束对上接收端的接收信号，根据所述接收信号计算当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量；/n(d)根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量判断是否满足波束对筛选条件，若不满足波束对筛选条件，则执行(f)；/n(e)若满足波束对筛选条件，则从当前波束搜索空间中移除接收能量较低的波束对；/n(f)判断是否满足搜索结束条件，若不满足搜索结束条件，则返回(b)；/n(g)若满足搜索结束条件，则输出最优波束对。/n

【技术特征摘要】
1.一种最优波束对搜索方法，其特征在于，所述方法包括：
(a)初始化从发射端到接收端的波束对搜索空间；
(b)通过当前波束对搜索空间中的每个波束对从发射端向接收端发送训练导频；
(c)检测当前波束对搜索空间中每个波束对上接收端的接收信号，根据所述接收信号计算当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量；
(d)根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量判断是否满足波束对筛选条件，若不满足波束对筛选条件，则执行(f)；
(e)若满足波束对筛选条件，则从当前波束搜索空间中移除接收能量较低的波束对；
(f)判断是否满足搜索结束条件，若不满足搜索结束条件，则返回(b)；
(g)若满足搜索结束条件，则输出最优波束对。


2.如权利要求1所述的最优波束对搜索方法，其特征在于，所述根据所述接收信号计算当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量包括：
计算所述接收信号匹配滤波后的能量；
将所述匹配滤波后的能量对所述波束对上累计的训练导频的能量或数量做归一化处理，得到所述接收能量。


3.如权利要求1所述的最优波束对搜索方法，其特征在于，所述根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量判断是否满足波束对筛选条件包括：
根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量确定当前波束对搜索空间的最大接收能量与最小接收能量；
计算所述最大接收能量与所述最小接收能量的接收能量差值；
判断所述接收能量差值是否大于或等于能量阈值。


4.如权利要求3所述的最优波束对搜索方法，其特征在于，所述能量阈值根据下式计算：



其中δi表示当前波束对搜索空间的能量阈值，ni表示当前波束对搜索空间的每个波束对上累计的训练导频的数量，λimax与λimin分别表示当前波束对搜索空间的最大接收能量与最小接收能量对应的非常中心参数。


5.如权利要求1所述的最优波束对搜索方法，其特征在于，所述根据当前波束对搜索空间中每个波束对的接收能量判断是否满足波束对筛选条件包括：
根据当前波束对搜索空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，宋健，万荃，
申请(专利权)人：深圳清华大学研究院，清华大学，
类型：发明
国别省市：广东;44