[发明专利]一种基于码本的分离型子阵列模拟波束训练方法

摘要

本发明公开了一种基于码本的分离型子阵列模拟波束训练方法，属于无线通信技术领域，本发明先由接收端全向接收确定发射端子阵列的天线加权矢量；发射端子阵列再采用确定的天线加权矢量定向发射信号确定接收端子阵列的天线加权矢量；判断是否满足实际性能要求，若不满足，则在确定的子阵列天线加权矢量基础上，对子阵列的相移器的相位进行微调操作，直到满足所需要的性能为止。通过对子阵列的相移器的相位进行微调操作可以提高波束对准精度，改善系统的传输性能。

主权项

1.一种基于码本的分离型子阵列模拟波束训练方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤1：发射端一共有N_t个发射端天线子阵列，接收端一共有N_r个接收端天线子阵列，第i个发射端天线子阵列为发射端天线子阵列中的任意一个，第j个接收端天线子阵列为接收端天线子阵列中的任意一个，其中i＝1,2,…,N_t，j＝1,2,…,N_r，时间段T_t,i表示第i个发射端天线子阵列确定其天线加权矢量所用的时间，时间段T_r,j表示第j个接收子阵列确定其天线加权矢量所用的时间，接收信号质量表示接收端接收到的第i个发射端天线子阵列的第m个波束的信号质量，表示第j个接收子阵列的第n个波束接收的信号质量；表示第i个发射子阵列使用第l个波束发射信号对应的信号质量，表示第j个接收子阵列使用第t个波束接收对应的信号质量；/n在时间段T_t,i内，第i个发射端天线子阵列按照i＝1,2,…,N_t的顺序依次发射相同的信号，所述发射端天线子阵列均采用码本中的码字作为其天线加权矢量发射信号；/n当第i个发射端天线子阵列发送信号时，其他发射端天线子阵列处于不工作状态；/n所有接收端天线子阵列全向接收，接收端接收到信号后首先根据接收信号质量选择出质量最好的信号，并找出所述质量最好的信号对应的码字序号，接收端把码字序号反馈给发射端；发射端根据反馈的码字序号确定第i个子阵列天线加权矢量b_i；/n步骤2：在时间段T_r,j内，发射端所有的天线子阵列i(i＝1,2,…,N_t)使用步骤1得到的子阵列天线加权矢量b_i定向发射相同的信号，接收端第j个天线子阵列按照j＝1,2,…,N_r的顺序依次接收信号，接收端天线子阵列均采用码本中的码字作为其天线加权矢量接收信号，当第j个接收端天线子阵列接收信号的时候，其他接收端天线子阵列处于不工作状态；/n当所有发射端天线子阵列发射信号完毕后，接收端根据信号质量选择出最优的信号，并找出所述最优的信号对应的码字，接收端将所述最优的信号对应的码字作为接收端第j个子阵列天线加权矢量c_j；/n步骤3：根据步骤1和步骤2得到的子阵列天线加权矢量b_i(i＝1,2,…,N_t)和子阵列天线加权矢量c_j(j＝1,2,…,N_r)判断是否满足预想达到的性能：若不满足，则继续对天线子阵列相移器的相位做微调操作，直到性能达到为止；/n发射端天线子阵列相移器的相位的微调操作具体操作包括如下步骤：/n步骤3.1：在第i个子阵列天线加权矢量b_i基础上，对发射端天线子阵列相移器的相位进行调整，计算生成K_i个候选的天线加权矢量，使得K_i个候选的天线加权矢量波束方向靠近b_i的波束方向；计算生成K_i个候选的天线加权矢量的具体公式1如下：/n /n其中，第i个发射端天线子阵列上有P_i个天线，p表示第i个发射端天线子阵列上的任意一根天线，p＝1,2,…,P_i；k＝1,2,…,K_i；Q_i表示第i个发射端天线子阵列对应码本中的码字个数；r_k＝1-fix(K_i/2),…,1+fix(K_i/2)，其中fix(·)只返回整数部分；由公式1推导出第i个发射端天线子阵列上的相移器的相位旋转角度的计算公式2，公式2具体如下：/nΔθ_i(p,k)＝2π(p-1)(r_k-1)/((K_i-1)Q_i)；/n步骤3.2：发射端天线子阵列发射相同的信号，第i个发射端天线子阵列依次使用b_i和K_i个候选的天线加权矢量工作，其他的发射端天线子阵列w(w≠i)仅采用b_w工作，b_w为第w(w≠i)个子阵列天线加权矢量，类似地，接收端所有的天线子阵列j(j＝1,2,…,N_r)仅采用c_j接收信号；/n步骤3.3：发射端天线子阵列发射完毕后，接收端根据信号质量选择出最优的信号，并找出其对应的天线加权矢量的序号A，接收端把天线加权矢量序号A反馈给发射端；/n步骤3.4：判断反馈的序号A所对应的天线加权矢量是否是b_i：是，则不对第i个发射端天线子阵列的相移器的相位进行调整；否，则调整第i个发射端天线子阵列的相移器的相位，使其与反馈的序号A所对应的天线加权矢量的方向一致，并更新b_i；/n接收端天线子阵列相移器的相位的微调操作具体操作包括如下步骤：/n步骤3.5：在第j个子阵列天线加权矢量c_j基础上，根据公式2计算出相位旋转角度，并对接收端天线子阵列的相移器的相位进行微小的调整，使得调整后的天线加权矢量波束方向接近子阵列天线加权矢量c_j的波束方向，在子阵列天线加权矢量c_j波束方向形成T_j个候选的天线加权矢量；/n步骤3.6：发射端所有的天线子阵列i(i＝1,2,…,N_t)使用子阵列天线加权矢量b_i发射相同的信号，第j个接收端天线子阵列依次使用子阵列天线加权矢量c_j和T_j个候选的天线加权矢量接收信号，其他的接收端天线子阵列v(v≠j)仅使用子阵列天线加权矢量c_v接收信号；/n步骤3.7：接收端天线子阵列接收完毕后，接收端根据信号质量选择出最优的信号对应的天线加权矢量的序号B，判断序号B所对应的天线加权矢量是否是子阵列天线加权矢量c_j：是，则不对第j个接收端天线子阵列的相移器的相位进行调整；否，则对第j个接收端天线子阵列的相移器的相位进行调整，使其与序号B所对应的天线加权矢量方向一致，并更新子阵列天线加权矢量c_j；/n步骤4：根据步骤3得到的子阵列天线加权矢量b_i(i＝1,2,…,N_t)和子阵列天线加权矢量c_j(j＝1,2,…,N_r)判断是否满足预想达到的性能，若满足则停止操作，否则返回步骤3继续对相移器的相位进行微调，直到达到所需要的性能为止。/n