一种5G网络通信波束检测方法技术

本发明专利技术涉及通信领域，且公开了一种5G网络通信波束检测方法。本发明专利技术提供的压缩感知方法通过采样天线阵列上离散的测量点、发送多个预定义不同方向和角度的波束、在接收端对测量点上进行信号测量获取样本、利用测量样本获取稀疏表示以及根据信号稀疏表示选择波束等步骤进行，这基于信号的稀疏性，即信号在某个特定域中具有较少的非零系数，该方法通过少量的测量样本来恢复信号的波束方向，从而减少了信号传输所需的信息量。传输所需的信息量。传输所需的信息量。

【技术实现步骤摘要】
一种5G网络通信波束检测方法


[0001]本专利技术属于通信领域，具体为一种5G网络通信波束检测方法。

技术介绍

[0002]5G无线网络中波束故障检测是根据gNB为终端配置波束故障检测信号执行，当来自物理层的波束故障实例指示的数量在配置的定时器到期之前达到配置的阈值时，终端指示波束故障。
[0003]对于多TRP操作中波束失效检测，gNB为UE配置了两组波束失效检测参考信号，每组都与一个TRP相关联并且当与TRP相关联波束失效实例指示的数量达到在配置的定时器到期之前，来自物理层的相应组波束故障检测参考信号达到配置的阈值。
[0004]目前，对于波束检测还没有一个通用的方法，各家都在摸索使用不同的方法，没有形成一个完整有效的规范，对于波束的检测也因此受限。

技术实现思路

[0005]要解决的技术问题：如何有效的进行波束检测。
[0006]技术方案：本专利技术提供了一种5G网络通信波束检测方法，其包括以下步骤：
[0007]步骤一，采样：在接收端的天线阵列上选择一组离散的测量点，这些测量点可以是天线阵列的一部分，也可以是其它位置的传感器；步骤二，发射波束：发送端通过调整天线阵列的相位和振幅，同时发送多个预定义的波束，每个波束具有不同的方向和角度；步骤三，测量：接收端在测量点上进行信号测量，并获得一组测量样本，这些测量样本是以时间或频率域中的信号强度值表示的；步骤四，信号恢复：基于压缩感知理论，利用测量样本来估计信号的稀疏表示，其中，这可以通过使用稀疏信号恢复算法来实现，其通过最小化信号的L1范数，并结合测量模型来恢复信号的波束方向；步骤五，波束选择：根据恢复的信号稀疏表示，选择具有最大稀疏系数的波束作为最终的波束方向，以最大化接收信号的强度和质量。
[0008]进一步地，天线阵列可以由一维或二维排列的天线组成，具体形状和大小取决于系统设计和需求。
[0009]进一步地，测量点的数量应足够覆盖整个接收范围，并确保准确采样信号的波束方向；并且，对于一维天线阵列，测量点可以沿着阵列的长度方向均匀部分；对于二维天线阵列，测量点可以在天线阵列的行和列上均匀分布。
[0010]进一步地，天线阵列上的相位的调整可以通过控制相位移器或可调节的天线元件来实现，而振幅的调整可以通过调整天线上的放大器或变衰器来实现。
[0011]进一步地，在调整天线相位和振幅时，需要进行精确的校准和平衡，因为在发送多个波束时，需要确保波束之间的互不干扰，并且每个波束都能准确指向目标方向。
[0012]进一步地，测量时，需要根据系统需求选择适当的测量模式，测量模式可以是时域测量获频域测量；时域测量涉及对接收到的信号进行时间上的采样和量化，而频域测量涉
及对信号进行频谱分析。
[0013]进一步地，对于时域测量，可以使用采样器或传感器来测量信号的强度和波形；对于频域测量，可以使用频谱分析仪式或快速傅里叶变换等技术来获取信号的频谱信息。
[0014]进一步地，稀疏信号恢复算法通常是迭代的过程，通过迭代优化来逐步逼近信号的稀疏表示，在每一次迭代中，根据当前的估计结果和测量样本，更新稀疏表示的估计值。
[0015]进一步地，最大稀疏系数的波束是通过遍历实现的。
[0016]技术效果：本专利技术提供的压缩感知方法通过采样天线阵列上离散的测量点、发送多个预定义不同方向和角度的波束、在接收端对测量点上进行信号测量获取样本、利用测量样本获取稀疏表示以及根据信号稀疏表示选择波束等步骤进行，这基于信号的稀疏性，即信号在某个特定域中具有较少的非零系数，该方法通过少量的测量样本来恢复信号的波束方向，从而减少了信号传输所需的信息量。
附图说明
[0017]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0018]图1为本专利技术的流程结构示意图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]本具体实施方式提供的5G网络通信波束检测方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0021]步骤一，采样：1.确定天线阵列：首先，需要确定接收端使用的天线阵列的配置和布局，天线阵列可以由一维或二维排列的天线组成，具体形状和大小取决于系统设计和需求；2.确定测量点数量：根据系统要求和设计考虑，确定需要的测量点数量，通常，测量点的数量应足够覆盖整个接收范围，并确保准确采样信号的波束方向；3.确定测量点位置：将测量点均匀地分布在天线阵列的不同位置上，可以通过确定测量点之间的间隔或距离来控制采样的密度；对于一维天线阵列，测量点可以沿着阵列的长度方向均匀分布；对于二维天线阵列，测量点可以在天线矩阵的行和列上均匀分布；4.指定测量点坐标：为每个测量点指定坐标，以便在后续步骤中进行测量，这些坐标可以是相对于天线阵列的局部坐标系或全局坐标系；5.根据测量点位置进行测量：在通信过程中，使用接收端的天线阵列，在测量点上进行信号测量，这可以通过将接收信号传递到测量点上的传感器或采样器来实现；
[0022]步骤二，发射波束：1.确定波束数量：根据系统要求和设计考虑，确定需要发送的波束数量，通常，波束数量应足够覆盖通信范围并满足系统容量需求；2.确定波束方向和角度：为每个波束指定方向和角度，这些参数可以在系统设计阶段根据通信环境和需求进行预定义，或者根据实时反馈进行动态调整；3.调整天线相位和振幅：根据波束方向和角度，通过调整发送端天线阵列上每个天线的相位和振幅来形成所需的波束；相位的调整可以通过控制相位移器或可调节的天线元件来实现，而振幅的调整可以通过调整天线上的放大器
或变衰器来实现；4.同时发送多个波束：一旦天线阵列的相位和振幅调整完毕，可以同时发送多个波束；这意味着每个天线将以预定义的相位和振幅发射特定方向的信号，形成所需的波束；
[0023]步骤三，测量：1.选择测量模式：根据系统需求，选择适当的测量模式；测量模式可以是时域测量或频域测量；时域测量涉及对接收到的信号进行时间上的采样和量化，而频域测量涉及对信号进行频谱分析；2.进行测量：在测量点上进行信号测量；对于时域测量，可以使用采样器或传感器来测量信号的强度和波形；对于频域测量，可以使用频谱分析仪或快速傅里叶变换(FFT)等技术来获取信号的频谱信息；3.获取测量样本：根据测量模式和具体测量方法，从测量中获取一组测量样本；测量样本可以是一系列时间域采样值或频域上的信号能量分布；4.处理和存储测量样本：对测量样本进行处理和存储，以备后续的信号恢复和波束选择步骤使用；处理可以包括去噪、归一化和校准等；
[0024]步骤四，信号恢复：1.构建测量矩阵：将测量样本和测量点之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种5G网络通信波束检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一，采样：在接收端的天线阵列上选择一组离散的测量点，这些测量点可以是天线阵列的一部分，也可以是其它位置的传感器；步骤二，发射波束：发送端通过调整天线阵列的相位和振幅，同时发送多个预定义的波束，每个波束具有不同的方向和角度；步骤三，测量：接收端在测量点上进行信号测量，并获得一组测量样本，这些测量样本是以时间或频率域中的信号强度值表示的；步骤四，信号恢复：基于压缩感知理论，利用测量样本来估计信号的稀疏表示，其中，这可以通过使用稀疏信号恢复算法来实现，其通过最小化信号的L1范数，并结合测量模型来恢复信号的波束方向；步骤五，波束选择：根据恢复的信号稀疏表示，选择具有最大稀疏系数的波束作为最终的波束方向，以最大化接收信号的强度和质量。2.根据权利要求1所述的5G网络通信波束检测方法，其特征在于，天线阵列可以由一维或二维排列的天线组成，具体形状和大小取决于系统设计和需求。3.根据权利要求1所述的5G网络通信波束检测方法，其特征在于，测量点的数量应足够覆盖整个接收范围，并确保准确采样信号的波束方向；并且，对于一维天线阵列，测量点可以沿着阵列的长度方向均匀部分；对于二维天线阵列，测量点可以在天线阵列的行和列上均匀分布。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳鹏，全成根，
申请(专利权)人：太仓市同维电子有限公司，
类型：发明
国别省市：