基于部分信道信息的太赫兹动态子阵列混合波束赋形方法技术

一种基于部分信道信息的太赫兹动态子阵列混合波束赋形方法，根据发射机与接收机间的传播路径的出发角度与路径损耗幅度，构建包含开关器状态的频谱效率模型，通过求解得到模型最大值时对应的最优开关器状态，进而计算得到优化的数字波束赋形矩阵，最后根据最优开关器状态矩阵调节多选开关状态，使用优化的数字波束赋形矩阵调节数字信号处理权重，从而完成波束赋形过程。本发明专利技术利用太赫兹超大规模天线阵列的天线相位正交性，仅需少量信道参数，即发射机与接收机间的传播路径的出发角度与路径损耗幅度，即可实现与基于完整信道信息的已有方法相近的频谱效率，从而大大降低信道估计复杂度且具有相近的频谱效率。杂度且具有相近的频谱效率。杂度且具有相近的频谱效率。

【技术实现步骤摘要】
基于部分信道信息的太赫兹动态子阵列混合波束赋形方法


[0001]本专利技术涉及的是一种通信领域的技术，具体是一种基于部分信道信息的太赫兹动态子阵列混合波束赋形(RSD)方法。

技术介绍

[0002]由于现有的太赫兹超大规模多输入输出系统中天线数目巨大、硬件复杂度及功耗极高，已有的纯数字波束赋形架构不再适用。混合波束赋形架构可以实现与纯数字波束赋形架构相近的频谱效率，并具有较低的硬件复杂度。已有的混合波束赋形架构按连接方式可分为全连接架构、子阵列架构、以及动态子阵列架构。全连接和子阵列架构是两种广泛研究的混合波束赋形架构。
[0003]全连接架构中每个射频链路连接所有天线，因此在消耗高功率的同时具有高频谱效率。与之相反，如图1(a)所示，子阵列架构中，每个射频链路仅连接一个子阵列，因此功耗大大降低。但与此同时，子阵列架构频谱效率也较低。因此，这两种架构的能量效率(定义为频谱效率与功耗之比)都较低。为了提升能量效率，现有的改进动态子阵列架构如图1(b)所示。由于固定移相器与开关器件功耗较低，动态子阵列架构具有低功耗与高频谱效率，从而可实现较本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于部分信道信息的太赫兹动态子阵列混合波束赋形方法，其特征在于，根据发射机与接收机间的传播路径的出发角度和路径损耗幅度，构建包含开关器状态的频谱效率模型，通过求解得到模型最大值时对应的最优开关器状态，进而计算得到优化的数字波束赋形矩阵，最后根据最优开关器状态矩阵调节多选开关状态，使用优化的数字波束赋形矩阵调节数字信号处理权重，从而完成波束赋形过程。2.根据权利要求1所述的太赫兹动态子阵列混合波束赋形方法，其特征是，所述的传播路径的出发角度和路径损耗幅度包括：发射阵列响应矩阵A
t
以及路径损耗的幅度对角矩阵Λ，具体为：N
t
×
L维复矩阵A
t
，其从第1列到第L列依次为第1条至第L条路径的出发角度对应的发射阵列响应向量，N
t
为发射机端天线数目，L为发射机到接收机的太赫兹波路径数目；L
×
L维对角矩阵Λ，其对角线元素依次为第1条至第L条路径的路径损耗的幅度。3.根据权利要求1所述的太赫兹动态子阵列混合波束赋形方法，其特征是，所述的开关器状态是指：所有N
t
个太赫兹动态子阵列架构天线的开关的状态矩阵，S
i
与S
1:i
‑1分别表示矩阵S的第i行与前i
‑
1行，向量S
i
中仅有一个元素为1，其他均为0，每个元素的值0与1代表开关的断开与闭合两种状态。4.根据权利要求1所述的太赫兹动态子阵列混合波束赋形方法，其特征是，所述的包含开关器状态的频谱效率模型是指：其中：A
i
＝C
1:i
‑1S
...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩充，燕龙飞，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：