申请/专利权人：杭州电子科技大学

申请日：2021-11-22

公开（公告）日：2024-05-03

公开（公告）号：CN114257280B

主分类号：H04B7/06

分类号：H04B7/06;H04B7/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.03#授权;2022.04.15#实质审查的生效;2022.03.29#公开

摘要：本发明公开了一种基于空间扫描的自适应毫米波波束搜索方法。本发明接收端Rx采取多次迭代扫描的方式，使用预置波束码本中的波束采集发射端Tx发送的导频信号；在每次迭代扫描周期中，利用广义似然比检验GLRT方法，在信道信息未知的情况下根据Rx采集的信号判断不同波束之间的强弱关系，从而筛选出以较高的可能性不是最佳波束的波束，并将其排除在波束搜索的范围之外；通过多次迭代的方式不断缩小波束搜索的范围并确定最佳波束。本发明不需要信道的瞬时信息、统计信息以及接收端的噪声方差，可在信道信息完全未知的情况下自动调整波束搜索的时间以达到满意的波束搜索准确性。

主权项：1.一种基于空间扫描的自适应毫米波波束搜索方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、波束迭代搜索过程中导频信号的测量；步骤2、利用广义似然比检验GLRT对任意两个波束等效信道强弱关系的判定；步骤3、自适应波束搜索；步骤1所述波束迭代搜索过程中导频信号的测量包括以下步骤：步骤1.1，接收端Rx通过预置波束码本进行波束扫描，测量发射端Tx发射的导频信号；其中为Rx的第l个波束，NR为Rx的天线数；为Tx发送导频信号使用的波束，NT为Tx的天线数；步骤1.2，Rx采用迭代扫描的方式采集Tx发送的导频信号；在第t次迭代周期，Rx从中选择波束进行波束扫描，测量Tx发送的导频信号；当Rx使用波束ul采集信号时，其等效信道为： 其中，为Tx与Rx之间的信道矩阵；对应采集到的信号为： 其中是噪声信号，服从均值为0、方差为σ2的复高斯分布，即slt为测量时间内Tx发送的导频信号，且|slt|2＝PT，PT是Tx的发射功率；Rx将采集的信号进一步处理后的信号为： 将Rx使用波束ul从波束搜索开始到扫描周期t采集到的处理后信号联立为：fl＝[fl1,…,flm,…,flnlt]T，其中，nlt＝tln0是迭代累积扫描ul所用的符号周期数，tl为扫描ul的次数，n0是Rx每次扫描单个波束所用的符号周期数；步骤1.3，Rx计算每个波束ul的匹配滤波输出 步骤2所述利用GLRT对任意两个波束等效信道强弱关系的判定包括以下步骤：步骤2.1，在任意扫描周期t，波束ul与波束uj的等效信道hl与hj的强弱关系判定问题等效于以下假设检验问题： 其中rl＝|hl|为波束ul的等效信道强度且满足θl为信道参数的相位；使用GLRT判定准则对hl与hj的强弱关系判定： 其中S'l,j为GLRT检验统计量,γ'为门限值；当S'l,j大于门限值γ'时判决为H1，反之判决为H0；步骤2.2，假设检验统计量S'l,j具体计算方法如下：情况1：噪声方差σ2已知； 情况2：噪声方差σ2未知； 其中，与为Rx使用波束ul与波束uj采集到的信号的匹配滤波输出，nlt与njt分别为使用波束ul与波束uj进行波束扫描的符号周期数，σ2为接收信号ylt的噪声方差；当噪声方差未知时，应用公式8计算S'l,j的要求是nlt1或者njt1；步骤3所述自适应波束搜索包括以下步骤：步骤3.1，Rx进行迭代波束搜索初始化；定义为备选波束集；在初始化阶段，迭代周期数t←0，在初始化阶段，输入参数为N+和γ'，N+表示波束搜索的时间上限，γ'表示GLRT的判决门限；步骤3.2，Rx在扫描周期t使用中的波束获取采集到的导频信号ylt，根据公式3计算flt和更新fl，最后根据公式4得到匹配滤波输出步骤3.3，Rx在第t次扫描周期完成波束扫描后，更新备选波束集步骤3.4，备选波束集更新后，判断是否满足以下迭代搜索终止条件： 其中为从波束搜索开始到当前周期所消耗的总符号周期数；若公式9满足，则执行步骤3.5，否则t←t+1，并返回步骤3.2；步骤3.5，波束选择；在满足公式9后，选择作为波束搜索的输出结果，为Rx使用波束采集到的信号的匹配滤波输出。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 杭州电子科技大学 一种基于空间扫描的自适应毫米波波束搜索方法

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