[發(fā)明專利]近場(chǎng)波束訓(xùn)練方法、電子設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211079353.6
• 申請(qǐng)日: 2022-09-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115622602A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 游昌盛;張蕓莆;吳迅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南方科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B7/08
• 分類號(hào): H04B7/08;H04B7/06;H04W16/28
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 麥銘鋒

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種近場(chǎng)波束訓(xùn)練方法、電子設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。方法包括：獲取遠(yuǎn)場(chǎng)碼本；基于遠(yuǎn)場(chǎng)碼本進(jìn)行波束掃描以及候選角度估計(jì)處理，得到用戶候選角度索引集合；根據(jù)用戶候選角度索引集合設(shè)定極域碼本，其中，極域碼本中的每個(gè)碼字對(duì)應(yīng)著一個(gè)待選定波束，待選定波束攜帶有方向信息和距離信息；基于方向信息和距離信息對(duì)用戶候選角度索引集合進(jìn)行有效距離估計(jì)處理，得到最優(yōu)極域碼字。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方案，能夠顯著降低波束訓(xùn)練的訓(xùn)練開(kāi)銷，使得后續(xù)具有更加充足的時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而且本發(fā)明的兩階段近場(chǎng)波束訓(xùn)練方法可以適用于遠(yuǎn)場(chǎng)和近場(chǎng)通信系統(tǒng)，具有極高的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種近場(chǎng)波束訓(xùn)練方法、電子設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

具有有源或者無(wú)源元件的超大規(guī)模陣列/表面已經(jīng)成為一種有前景的技術(shù)，它可顯著提高未來(lái)第六代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率和空間分辨率。與第五代的大規(guī)模多輸入輸出相比，6G的超大規(guī)模陣列引入了幾個(gè)新的信道特性。具體而言，隨著天線數(shù)量和載波頻率的增加，由于用戶/鏈路距離比增加的瑞利距離更小，因此用戶更有可能位于具有球面波前傳播模型的近場(chǎng)區(qū)域。因此，基于具有平面波前假設(shè)的遠(yuǎn)場(chǎng)信道模型的傳統(tǒng)收發(fā)器設(shè)計(jì)可能不適用于超大規(guī)模陣列通信。

特別地，為了獲得超大規(guī)模陣列帶來(lái)的顯著波束賦形增益，超大規(guī)模陣列在進(jìn)行有效的信道估計(jì)和數(shù)據(jù)傳輸之前，必須進(jìn)行近場(chǎng)波束訓(xùn)練以建立高信噪比的初始鏈路。與旨在基于預(yù)先定義的角域波束碼本找到最佳波束方向的傳統(tǒng)遠(yuǎn)場(chǎng)波束訓(xùn)練方法相比，近場(chǎng)波束訓(xùn)練需要新的碼本設(shè)計(jì)，并根據(jù)球面波前模型有效地搜索與特定信道角度和距離相匹配的波束。因此，直接將傳統(tǒng)的遠(yuǎn)場(chǎng)波束訓(xùn)練方法應(yīng)用于近場(chǎng)通信系統(tǒng)將導(dǎo)致性能顯著下降，尤其是當(dāng)用戶非常靠近超大規(guī)模陣列的時(shí)候。由于近場(chǎng)通信基于球面波前傳播模型，因此近場(chǎng)波束訓(xùn)練需要確定信號(hào)源的角度和距離，但是目前基于二維窮舉搜索方法的近場(chǎng)波束訓(xùn)練的訓(xùn)練開(kāi)銷比較大，從而導(dǎo)致后續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。

為此，本發(fā)明提出一種近場(chǎng)波束訓(xùn)練方法，能夠顯著降低波束訓(xùn)練的訓(xùn)練開(kāi)銷，使得后續(xù)具有更加充足的時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而且本發(fā)明的兩階段近場(chǎng)波束訓(xùn)練方法可以適用于遠(yuǎn)場(chǎng)和近場(chǎng)通信系統(tǒng)，具有極高的現(xiàn)實(shí)意義。

本發(fā)明還提出一種應(yīng)用上述近場(chǎng)波束訓(xùn)練方法的電子設(shè)備。

本發(fā)明還提出一種應(yīng)用上述近場(chǎng)波束訓(xùn)練方法的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的近場(chǎng)波束訓(xùn)練方法，所述方法包括：

獲取遠(yuǎn)場(chǎng)碼本，其中，所述遠(yuǎn)場(chǎng)碼本用于表征用戶端位于基站的遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)域的情況下進(jìn)行波束訓(xùn)練而采用的碼本；

基于所述遠(yuǎn)場(chǎng)碼本進(jìn)行波束掃描以及候選角度估計(jì)處理，得到用戶候選角度索引集合；

根據(jù)所述用戶候選角度索引集合確設(shè)定極域碼本，其中，所述極域碼本中的每個(gè)碼字對(duì)應(yīng)著一個(gè)待選定波束，所述待選定波束攜帶有方向信息和距離信息；

基于所述方向信息和所述距離信息對(duì)所述用戶候選角度索引集合進(jìn)行有效距離估計(jì)處理，得到最優(yōu)極域碼字，其中，所述最優(yōu)極域碼字為所述極域碼本中最優(yōu)的碼字。