[發明專利]一種高分辨率模擬波束快速訓練方法及裝置

有效

• 申請號: 201610235698.4
• 申請日: 2016-04-15
• 公開（公告）號: CN105790811B
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 何世文;薛春林;黃永明;王海明;楊綠溪;洪偉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B7/06;H04B7/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孟紅梅

1.一種模擬波束快速訓練方法，其特征在于，對每個天線陣列或子陣列進行波束訓練時，首先從碼本中選擇起始參考碼字進行訓練，記錄相應的評價指標為最優指標；然后進行迭代運算選出最優指標對應的碼字直至滿足終止條件，每輪迭代中以參考碼字為中心，從碼本中以一定的步長從兩側選出若干碼字進行訓練，更新最優指標，及對應的碼字為參考碼字，所述步長隨著迭代次數增加而減小；其中第j次迭代訓練中的步長表示向上取整，K為碼本容量，B_u為選取的碼字數，Z₁＝B₁-1，Z_j＝B_j,j＝2,3,…,T，T為實際迭代次數；

第j次迭代訓練中，以參考碼字為中心，S_j為步長，按照如下規則從碼本中選取Z_j個碼字進行訓練：

其中c_m為選取的碼字，W＝[w₁ w₂ … w_K]為碼本，表示向下取整，即從碼本中選擇個序號小于g_j-1的碼字和個序號大于g_j-1的碼字供本次迭代訓練使用。

2.根據權利要求1所述的模擬波束快速訓練方法，其特征在于，所述迭代終止條件包括達到設定的最大迭代次數和連續指定次數迭代選出的碼字相同；所述最大迭代次數根據碼本容量和每輪迭代選出的碼字數量確定。

3.根據權利要求1所述的模擬波束快速訓練方法，其特征在于，碼本容量K，最大迭代次數J以及第j次迭代訓練用的碼字數B_j之間滿足

4.一種MIMO通信系統的高分辨率模擬波束快速訓練方法，其特征在于，通信系統的發射端和接收端采用天線陣列或多個天線子陣的結構，發射端和接收端分別采用如權利要求1-3任一項所述的模擬波束快速訓練方法進行波束訓練，確定天線陣列或每個天線子陣的最佳波束控制矢量。

5.根據權利要求4所述的MIMO通信系統的高分辨率模擬波束快速訓練方法，其特征在于，設發射端或接收端有N_t根天線，平均分配給N個子陣列，其中，每個子陣列的天線數為P；對N個天線子陣列進行波束訓練，具體包括如下步驟：

(1)參數配置：收發設備擁有大小為K的碼本W，W＝[w₁ w₂ … w_K]，其中，列向量為第k個碼字；迭代次數的最大值設為J，j表示訓練計數器，第j次訓練用的碼字數為B_j，滿足選定一個評價指標ζ＝ζ(w)；迭代終止條件之一設置為連續τ次迭代選出的碼字相同，τ≥3；i表示子陣列計數器，令i＝1；

(2)給第i個子陣列選擇起始參考碼字序號g₀，g₀∈{1,2,…,K}，并對起始參考碼字進行波束訓練，根據反饋信息記錄當前最優指標令迭代次數j＝1；

(3)進行第j次波束訓練，具體包括如下步驟：

(3.1)以參考碼字為中心，S_j為步長從碼本中選取Z_j個碼字生成一個臨時子碼本

其中表示向上取整，表示向下取整，Z₁＝B₁-1，Z_j＝B_j,j＝2,3,…,T，T為實際迭代次數；

(3.2)對選出的Z_j個碼字分別進行波束訓練，計算相應的評價指標

(3.3)從步驟(3.2)得到的評價指標數值和當前最優指標中選擇最大值更新當前最優指標ζ^*，即用g_j記錄與當前最優指標對應的碼字在碼本中的序號，并作為下次波束訓練的參考碼字序號；

(4)判斷是否滿足迭代終止條件，如果滿足，則得到第i個天線子陣列的最佳波束控制矢量轉至步驟(5)；否則，更新迭代次數j＝j+1，返回至步驟(3)繼續迭代；

(5)判斷是否滿足“i＝N”，如果滿足，則發射端或接收端的波束訓練結束；否則，i＝i+1，返回至步驟(2)。

6.實現如權利要求4所述的MIMO通信系統的高分辨率模擬波束快速訓練方法的裝置，其特征在于，包括：發射端訓練裝置和接收端訓練裝置，所述發射端訓練裝置和接收端訓練裝置分別包括：

參數配置模塊，用于根據收發端設備情況確定碼本、迭代次數、評價指標以及迭代終止條件；

訓練控制模塊，用于控制發射端或接收端陣列或子陣列的波束迭代訓練流程，選出最優指標對應的碼字直至滿足終止條件；

以及，單陣列訓練模塊，包括：

初始碼字訓練單元，用于從碼本中選擇起始參考碼字進行訓練，記錄相應的評價指標為最優指標；

迭代臨時子碼本選擇單元，用于以參考碼字為中心，從碼本中以一定的步長從兩側選出若干碼字組成臨時子碼本，所述步長隨著迭代次數增加而減??；

以及最優指標選擇單元，用于對臨時子碼本的碼字進行訓練，計算相應的評價指標并與當前最優指標進行比較，更新最優指標，設定其對應的碼字為參考碼字。