【技术实现步骤摘要】
一种针对频分双工系统的多传播路径三维波束成形方法
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种针对频分双工系统的多传播路径三维波束成形方法。
技术介绍
频分双工毫米波通信系统的上下行信道处于不同频率，实验表明它们的信道增益和相位滞后均不相同。因此当基站端捕获了用户发送的导频信号时，通常不能够直接用估计的上行信道选择用于下行数据传输的最优波束成形向量。而需要一个单独额外的下行信道估计过程，大幅增加了建立连接所需的时间。由于毫米波信道存在稀疏性，即它是由少数几条传播路径组成的，在此之上S.Imtiaz等人的实验表明，尽管上下行信道不完全相同，它们的传播路径方向及条数可以认为是相同的。因此，目前大多数的频分双工毫米波通信系统，通常采用基于预定义码本的波束成形方法。即码本中包含所有可供选择的波束成形向量，每一个向量对应了一个空间中的路径传播方向。当上行信道的路径传播方向被确定后，其对应的最优波束成形向量由于上下行信道的传播路径方向相同，也可以用于下行信道，从而规避了单独的下行信道估计过程。常见的频分双工波束成形方法，利用了上下行...
【技术保护点】
1.一种针对频分双工系统的多传播路径三维波束成形方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：首先将获得的信道矩阵h转化为离散傅里叶变换的形式
【技术特征摘要】
1.一种针对频分双工系统的多传播路径三维波束成形方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：首先将获得的信道矩阵h转化为离散傅里叶变换的形式G表示；
步骤2：求解克罗内克积的逆问题，获得和
步骤3：利用幅度判别式及独立传播路径判决方法，对和中具有较大幅度值的点进行判断，确定各自的独立路径条数lM，lN，和具有较大幅度值是以大于其左右相邻数据点π倍为限；
步骤4：利用幅度线性方程组对信道进行单传播路径重建，得到对和各自的单传播路径向量和
步骤5：用还原得到L个单传播路径信道；
步骤6：在离线训练过程中，对于每个在码本C中找到一个最佳的并以此作为监督学习的数据集，训练深度神经网络；
步骤7：若深度神经网络已经训练完成，需要根据进行数据传输，则将输入深度神经网络，获得一组最佳码字将其进行归一化，并按照下行信道的波长进行修正处理后得到用于下行信道数据传输的最佳码字。
2.根据权利要求1所述的多传播路径三维波束成形方法，其特征在于，在所述步骤1中，设基站装备有一个由M×N个天线组成的大规模均匀面阵，由用户导频估计的上行信道向量为h，由毫米波信道的稀疏性，信道的定义式为
其中L代表传播路径的条数，αi是第i条传播路径的增益，θi，φi是传播路径的方向角度，其中θi是高度角，φi是方位角，a(θi，φi)是大规模均匀面阵的导引向量；
其中变换辅助向量ζi和ψi由下式给出
aM(ζi)和aN(ψi)各自代表两个含有M和N个天线的均匀线阵的导引向量
其中d是天线的间距，λ为波长；
aM(ψi)对应的离散傅里叶变换矩阵FM的形式为
获得aN(ζi)的离散傅里叶矩阵FN，构建出一个适合信道向量h的离散傅里叶变换矩阵利用G对信道向量h进行离散傅里叶变换处理，信道向量h变为
其中FMaM(ψi)和FNaN(ζi)又分别是含有M和N个天线的两个均匀线阵的离散傅里叶变换，以FMaM(ψi)为例对其进行分析，它的第q个元素可以表示为
上式给出了在离散傅里叶变换域上，FMaM(ψi)的分布特征，在本发明中定义为多路径幅度判别式；即仅仅在或者的邻域附近的q有比较大的值，该比较大的值是幅度大于其左右相邻数据点π倍，在其他的q值上式的幅度都较小；只考虑某一峰值q相邻的另外两点q-1和q+1，判断它们属于独立的传播路径，还是由于q取整时的截断误差导致的功率泄露。
3.根据权利要求2所述的多传播路径三维波束成形方法，其特征在于，在所述步骤1中，传播路径判决方法包括：相距较远的L个傅里叶变换点有比较大的值，该比较大的值是幅度大于其左右相邻数据点π倍...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑福春，许可，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：广东;44
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