发明名称 无线通信系统中分离型子阵列模拟波束矢量训练方法
摘要 本发明公开了无线通信系统中分离型子阵列模拟波束矢量训练方法,属于无线通信技术领域,本发明对波束训练次数较少,复杂度较低,同时能够减小子阵列之间的干扰;通过对码本中的码字进行波束训练,根据一定的质量评价指标确定收发子阵列的模拟波束矢量,在确定子阵列对及其对应的模拟波束矢量时,不仅考虑到提高自身传输质量,而且考虑到减少对其他子阵列的干扰。利用该方法确定的分离型子阵列模拟波束矢量,可以降低系统复杂度,减少子阵列之间的干扰,提高系统的整体性能。
申请公布号 CN105763237A 申请公布日期 2016.07.13
申请号 CN201610252095.5 申请日期 2016.04.21
申请人 江苏中兴微通信息科技有限公司 发明人 何世文
分类号 H04B7/04(2006.01)I;H04B7/06(2006.01)I 主分类号 H04B7/04(2006.01)I
代理机构 常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙) 32231 代理人 翁斌
主权项 无线通信系统中分离型子阵列模拟波束矢量训练方法,其特征在于:包括如下步骤:阶段1:确定第一对天线子阵列及相应的模拟波束矢量,具体步骤如下:步骤1:发射端共有<img file="FDA0000970522730000011.GIF" wi="107" he="79" />个发射端天线子阵列,接收端也对应共有<img file="FDA0000970522730000013.GIF" wi="111" he="79" />个接收端天线子阵列,<img file="FDA0000970522730000012.GIF" wi="309" he="79" />所述发射端天线子阵列和所述接收端天线子阵列为一一对应的关系;所有发射端天线子阵列顺序依次发射相同的信号,并且当任意一个发射端天线子阵发射信号时,其他发射端天线子阵列不工作,所有接收端天线子阵列同时全向接收信号;所有发射端天线子阵列均采用码本中的码字作为其模拟波束矢量发射信号;步骤2:当所有发射端天线子阵列发射完毕后,接收端根据如下公式选择出N<sub>1</sub>(N<sub>1</sub>≥1)个优质量信号,即N<sub>1</sub>个接收功率最大的信号:所述N<sub>1</sub>个优质量信号的属性信息包括:N<sub>1</sub>个优质量信号对应的接收端天线子阵列的序号、发射端天线子阵列的序号和发射端天线子阵列使用的码字标号;所述对应的接收端天线子阵列的序号顺序为<img file="FDA0000970522730000016.GIF" wi="339" he="86" />所述对应的发射端天线子阵列的序号顺序为<img file="FDA0000970522730000014.GIF" wi="311" he="81" />所述对应的发射端天线子阵列使用的码字标号顺序为<img file="FDA0000970522730000015.GIF" wi="280" he="92" />接收端将所述N<sub>1</sub>个优质量信号的属性信息反馈给发射端;步骤3:第<img file="FDA00009705227300000117.GIF" wi="73" he="80" />(p=1,2,…,N<sub>1</sub>)子阵列为序号为<img file="FDA0000970522730000017.GIF" wi="311" he="90" />的发射端天线子阵列中的任意一个发射端天线子阵列,第<img file="FDA0000970522730000018.GIF" wi="75" he="77" />(p=1,2,…,N<sub>1</sub>)子阵列为序号为<img file="FDA00009705227300000114.GIF" wi="305" he="88" />的接收端天线子阵列中的任意一个接收端天线子阵列,第<img file="FDA00009705227300000115.GIF" wi="78" he="81" />(p=1,2,…,N<sub>1</sub>)子阵列与第<img file="FDA0000970522730000019.GIF" wi="77" he="78" />(p=1,2,…,N<sub>1</sub>)子阵列为对应关系,第<img file="FDA00009705227300000116.GIF" wi="63" he="78" />(p=1,2,…,N<sub>1</sub>)个码字为第<img file="FDA00009705227300000110.GIF" wi="74" he="78" />(p=1,2,…,N<sub>1</sub>)子阵列所对应的码本中的码字,发射端按照p的取值顺序依次控制第<img file="FDA00009705227300000111.GIF" wi="75" he="82" />(p=1,2,…,N<sub>1</sub>)个子阵列按照第<img file="FDA00009705227300000112.GIF" wi="61" he="78" />(p=1,2,…,N<sub>1</sub>)个码字发射相同的信号,对应的接收端按照p的取值顺序依次控制第<img file="FDA00009705227300000113.GIF" wi="75" he="72" />(p=1,2,…,N<sub>1</sub>)个接收端天线子阵列接收所发送的信号;此时,接收端和发射端的其他天线子阵列均不工作;在接收信号时,接收端天线子阵列使用码本中码字作为模拟波束矢量接收信号;步骤4:等到序号为<img file="FDA00009705227300000118.GIF" wi="271" he="77" />的接收端天线子阵列和序号为<img file="FDA00009705227300000120.GIF" wi="277" he="80" />的发射端天线子阵列全部完成收发工作后,通过对比出接收信号的功率最大值,即接收信号的质量<img file="FDA00009705227300000119.GIF" wi="145" he="98" />可以得到第一对天线子阵列(T<sub>1</sub>,R<sub>1</sub>),所述接收信号的质量<img file="FDA0000970522730000021.GIF" wi="111" he="91" />表示第r个接收子阵列的第k个波束接收到第i个发射子阵列的第j个波束的信号质量,所述第一对天线子阵列(T<sub>1</sub>,R<sub>1</sub>)表示发射端天线子阵列T<sub>1</sub>和接收端天线子阵列R<sub>1</sub>;阶段2:确定第二对天线子阵列及模拟波束矢量,具体步骤如下:步骤5:确定第一对天线子阵列(T<sub>1</sub>,R<sub>1</sub>)后,剩余的<img file="FDA00009705227300000218.GIF" wi="185" he="71" />个发射端天线子阵列依次发射相同的信号,并且在发送信号时均采用码本中的码字作为其模拟波束矢量发送信号;此时发射端天线子阵列T<sub>1</sub>和接收端天线子阵列R<sub>1</sub>均采用已确定的模拟波束矢量进行发射和接收;步骤6:所述剩余的<img file="FDA00009705227300000219.GIF" wi="186" he="76" />个发射端天线子阵列发射完毕后,接收端以对接收端天线子阵列R<sub>1</sub>干扰最小为标准确定出N<sub>2</sub>(N<sub>2</sub>≥1)个干扰较小的信号;所述N<sub>2</sub>个干扰较小的信号的属性信息包括:N<sub>2</sub>个干扰较小的信号所对应的发射端子阵列的序号、接收端天线子阵列的序号和使用的码字序号;所述N<sub>2</sub>个干扰较小的信号对应的发射端子阵列的序号分别为<img file="FDA00009705227300000217.GIF" wi="305" he="82" />所述N<sub>2</sub>个干扰较小的信号对应使用的码字序号分别为<img file="FDA00009705227300000216.GIF" wi="287" he="87" />所述N<sub>2</sub>个干扰较小的信号对应的接收端天线子阵列的序号分别为<img file="FDA0000970522730000022.GIF" wi="299" he="80" />接收端将所述N<sub>2</sub>个干扰较小的信号的属性信息反馈给发射端;步骤7:第<img file="FDA0000970522730000023.GIF" wi="80" he="80" />子阵列为序号为<img file="FDA0000970522730000028.GIF" wi="283" he="82" />的发射端天线子阵列中的任意一个发射端天线子阵列,第<img file="FDA0000970522730000024.GIF" wi="77" he="79" />子阵列为序号为<img file="FDA0000970522730000029.GIF" wi="275" he="79" />的接收端天线子阵列中的任意一个接收端天线子阵列,第<img file="FDA0000970522730000027.GIF" wi="80" he="78" />子阵列与第<img file="FDA00009705227300000210.GIF" wi="83" he="69" />子阵列为对应关系,其中q=1,2,3...,N<sub>2</sub>,第<img file="FDA0000970522730000025.GIF" wi="79" he="75" />个码字为第<img file="FDA00009705227300000211.GIF" wi="84" he="83" />子阵列所对应的码本中的码字,发射端按照q的取值顺序依次控制第<img file="FDA0000970522730000026.GIF" wi="79" he="81" />个子阵列按照第<img file="FDA00009705227300000212.GIF" wi="81" he="82" />个码字发射相同的信号,对应的接收端按照q的取值顺序依次控制第<img file="FDA00009705227300000213.GIF" wi="85" he="77" />个接收端天线子阵列接收所发送的信号;此时,接收端和发射端的其他天线子阵列均不工作;在接收信号时,接收端天线子阵列使用码本中码字作为模拟波束矢量接收信号;同时在阶段1确定的第一对天线子阵列(T<sub>1</sub>,R<sub>1</sub>)使用已确定的模拟波束矢量正常工作;步骤8:等到N<sub>2</sub>个序号对应的子阵列发射完毕,接收端根据接收信号的质量<img file="FDA00009705227300000215.GIF" wi="115" he="99" />对比出得到第二对天线子阵列(T<sub>2</sub>,R<sub>2</sub>);阶段3:确定其余子阵列的模拟波束矢量,根据发射端和接收端子阵列数,可以分为以下三种情况:情况1:当发射端和接收端子阵列数相等,即<img file="FDA00009705227300000214.GIF" wi="355" he="90" />与阶段2的原理相同,在已经确定的波束对正常工作的基础上依次得到第<img file="FDA0000970522730000039.GIF" wi="304" he="74" />对子阵列及相应的模拟波束矢量;情况2:当发射端子阵列数大于接收端子阵列数,即<img file="FDA0000970522730000038.GIF" wi="337" he="85" />与阶段2的原理相同,在已经确定的波束对正常工作的基础上先依次得到第<img file="FDA0000970522730000031.GIF" wi="319" he="78" />对子阵列及相应的模拟波束矢量;再依次确定剩余<img file="FDA0000970522730000037.GIF" wi="281" he="80" />个发射子阵列的模拟波束矢量,剩余的第m<img file="FDA00009705227300000310.GIF" wi="627" he="102" />个发射子阵列依次用码本中的码字发射相同的信号,已经确定模拟波束矢量的子阵列正常工作,接收端以对<img file="FDA0000970522730000032.GIF" wi="121" he="81" />个接收子阵列干扰和最小为评价指标选择出最优信号对应的码字序号,并把信息反馈给发射端,发射端根据反馈信息确定第m个剩余发射子阵列的模拟波束矢量;情况3:当发射端子阵列数小于接收端子阵列数,即<img file="FDA0000970522730000035.GIF" wi="315" he="79" />与阶段2的原理相同,在已经确定的波束对正常工作的基础上先依次得到第<img file="FDA0000970522730000036.GIF" wi="320" he="82" />对子阵列及相应的模拟波束矢量;再依次确定剩余的<img file="FDA0000970522730000034.GIF" wi="274" he="78" />个接收子阵列的模拟波束矢量,发射端发射相同的信号,接收端剩余的第l<img file="FDA0000970522730000033.GIF" wi="602" he="104" />个子阵列依次用码本中的码字接收,已经确定模拟波束矢量的子阵列正常工作,通过接收信号的质量E<sub>l,k</sub>来确定第l个剩余接收子阵列的模拟波束矢量,其中E<sub>l,k</sub>表示第l个剩余接收子阵列的第k个波束接收到的信号质量。
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