一种基于近场无线通信码本的多臂波束训练方法技术

本发明专利技术公开了一种基于近场无线通信码本的多臂波束训练方法，包括对线性天线阵列和平面天线阵列基于球面波假设的无线通信近场区信道和信号建模；以相等间隔对转向矢量中的不同角度进行采样；由近场转向矢量组成极域变换矩阵，进一步构成近场单臂波束码本，再通过哈希函数散列得到多臂波束方向组合得到近场哈希多臂波束训练码本；软判决和投票的机制确定单臂波束的最佳匹配码字

【技术实现步骤摘要】
一种基于近场无线通信码本的多臂波束训练方法


[0001]本专利技术涉及电磁辐射近场区和波束扫描
，特别涉及一种基于近场无线通信码本的多臂波束训练方法
。

技术介绍

[0002]频段的毫米波通信由于极宽的带宽
、
能有效抑制多径效应和杂乱回波
、
允许集成更多的天线等特点成为备受关注的下一代移动通信技术
。
但是，毫米波的高频特性也导致基站
(BS)
和它所服务的用户之间的直接链路会受到严重的障碍物遮挡和路径损耗，因此毫米波系统集成了大量的天线以提高天线增益
。
同时，毫米波大规模天线产生的笔形波束在通信过程中对发送方和接收方之间的波束对准有很高的要求，需要有大量的波束方向来覆盖感兴趣的空间，这使得毫米波的波束对准成为一项挑战
。
[0003]在现有的波束扫描技术中，穷举扫描方式通过穷举所有可能的波束方向来选择最佳波束，需要扫描整个波束空间，导致巨大的延迟和训练开销
。
分层扫描则采用多层扫描，每次将波束空间一分为二直到分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于近场无线通信码本的多臂波束训练方法，其特征在于，该方法包括如下步骤，步骤一：通过天线转向矢量对电磁辐射近场区信道和信号进行建模；步骤二：以相等间隔对转向矢量中的不同角度进行采样，并对任何采样角度都对距离进行采样，同时对空间角度和距离信息的采样使近场转向矢量之间的列相干性最小；步骤三：由近场转向矢量组成极域变换矩阵
W
，通过极域变换矩阵构建近场单臂波束码本
C
＝
W
；码本矩阵的每一列作为一个码字；步骤四：通过哈希函数散列得到多臂波束方向组合，根据多臂波束方向组合对近场单臂波束码本截取和拼接得到近场哈希多臂波束训练码本；步骤五：遍历预先定义的所有码字，对接收信号功率向量进行软判决和投票，最终得到票数最多的关键字和最佳匹配的波束
。2.
根据权利要求1所述的一种基于近场无线通信码本的多臂波束训练方法，其特征在于，步骤一建模得到的近场区信道模型中收发机的天线为多根天线组成的天线阵列，其中包含线性天线阵列和平面天线阵列
。3.
根据权利要求2所述的一种基于近场无线通信码本的多臂波束训练方法，其特征在于，所述采样具体为：首先以的相等间隔对不同方向角
θ
进行采样，然后对于任何采样的角度
θ
j
，都要对距离进行
S
j
个采样，其中
S
为距离采样点总数
。4.
根据权利要求3所述的一种基于近场无线通信码本的多臂波束训练方法，其特征在于，极域变换矩阵是
J
个子矩阵的组合；线性天线阵列的信道模型中，第
j
个子矩阵
W
j
由
S
j
个转向矢量组成，即其中
α
(
·
)
为线性天线阵列近场转向矢量；平面天线阵列的信道模型中，包含
N
x
×
N
y
根天线，第
j
个子矩阵
W
′
j
由
S
j
个转向矢量组成，即其中
b(r
s
，
θ
s
)
为
BS
‑
用户
k
信道...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄崇文，徐媛，法奥齐，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：