買專利賣專利找龍圖騰，真高效！ 查專利查商標(biāo)用IPTOP,全免費！專利年費監(jiān)控用IP管家,真方便！

龍圖騰網(wǎng)恭喜杭州電子科技大學(xué)申請的專利一種自適應(yīng)毫米波波束搜索方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN115882912B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-16發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202211513538.3，技術(shù)領(lǐng)域涉及：H04B7/0456；該發(fā)明授權(quán)一種自適應(yīng)毫米波波束搜索方法是由劉春山;柴文琦;李松;趙樓;郭莽青設(shè)計研發(fā)完成，并于2022-11-29向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種自適應(yīng)毫米波波束搜索方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)毫米波波束搜索方法。本發(fā)明步驟：1、波束搜索的場景、預(yù)置的分層波束和窄波束搜索碼本；2、使用分層波束搜索碼本和窄波束搜索碼本執(zhí)行自適應(yīng)波束搜索的總體流程；3、使用分層波束搜索碼本進(jìn)行波束搜索時，采用廣義似然比檢驗判斷是否切換波束搜索碼本和是否停止當(dāng)前層級的分層搜索并進(jìn)入下一層級；4、分層搜索開始新一層搜索時，選擇待搜索的角度區(qū)間；5、當(dāng)滿足從分層波束搜索碼本切換至窄波束搜索碼本的條件時，使用窄波束搜索碼本進(jìn)行波束搜索；6、當(dāng)所有的波束搜索停止時，選擇最終的波束賦形方向。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)從分層波束碼本到窄波束碼本之間的切換，從而降低波束搜索時間開銷的同時保證波束對準(zhǔn)的精度。

本發(fā)明授權(quán)一種自適應(yīng)毫米波波束搜索方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種自適應(yīng)毫米波波束搜索方法，其特征在于包括以下步驟：步驟1、確定波束搜索的場景、預(yù)置的多精度分層波束搜索碼本和窄波束搜索碼本；步驟2、使用分層波束搜索碼本和窄波束搜索碼本執(zhí)行自適應(yīng)波束搜索的總流程；步驟3、使用分層波束搜索碼本進(jìn)行波束搜索時，采用廣義似然比檢驗判斷是否切換波束搜索碼本和是否停止當(dāng)前層級的分層搜索并進(jìn)入下一層級；步驟4、分層搜索開始新的一層搜索時，選擇待搜索的角度區(qū)間；步驟5、當(dāng)滿足從分層波束搜索碼本切換至窄波束搜索碼本的條件時，使用窄波束搜索碼本進(jìn)行波束搜索；步驟6、當(dāng)所有的波束搜索停止時，選擇最終的波束賦形方向；步驟1所述的波束搜索場景包括一個發(fā)射機(jī)和一個接收機(jī)，其中由發(fā)射機(jī)持續(xù)不斷的向其覆蓋的整個角度空間發(fā)射導(dǎo)頻信號，接收機(jī)使用預(yù)置的波束搜索碼本進(jìn)行波束掃描，從而尋找最佳的波束賦形方向；步驟1所述波束搜索碼本分為兩種，一種是分層波束搜索碼本W(wǎng)，一種是窄波束搜索碼本步驟1所述的分層波束搜索碼本呈樹狀結(jié)構(gòu)，即一個上層較寬的波束的覆蓋區(qū)間在下一層中由多個較窄波束聯(lián)合覆蓋；使用的分層波束搜索碼本一共有K層，其中第k層一共有2k個碼字，第k層的碼字集合表示為Wk，且表示第k層中的第i個碼字，NR＝2K表示接收機(jī)配備的天線數(shù)；碼字wk,i覆蓋的角度范圍用表示，其中是對覆蓋角度取余弦之后的結(jié)果；在分層波束搜索碼本中，任意一層的所有碼字覆蓋范圍的并集完全覆蓋整個天線陣列角度域；且任意一層的碼字的覆蓋范圍，由相應(yīng)的下一層的兩個碼字的覆蓋范圍的并集完全表示；步驟1所述的窄波束搜索碼本是單層的，由窄波束聯(lián)合覆蓋整個角度空間；使用分層波束搜索碼本的最后一層中的所有碼字WK作為窄波束搜索碼本，表示為步驟2所述的波束搜索從分層波束搜索碼本開始執(zhí)行波束掃描；且所述的波束搜索總流程具體實現(xiàn)如下：在使用分層波束搜索碼本執(zhí)行波束掃描時，接收機(jī)每次完成一個循環(huán)的導(dǎo)頻信號采集后，判斷是否滿足切換到使用窄波束搜索碼本進(jìn)行波束搜索的條件；若滿足切換至窄波束搜索碼本的條件，則停止使用分層波束搜索碼本進(jìn)行波束搜索，轉(zhuǎn)而使用窄波束搜索碼本進(jìn)行波束搜索，直至波束搜索停止；若不滿足切換至窄波束搜索碼本的條件且當(dāng)前分層搜索層級不是最后一級，則再判斷是否進(jìn)入分層搜索的下一層級；若滿足進(jìn)入下一層級分層搜索的條件，則使用下一層波束搜索碼本執(zhí)行波束搜索；若不滿足切換至窄波束搜索碼本的條件且當(dāng)前分層搜索層級是最后一級，則判斷波束搜索的停止條件是否滿足；若以上條件均不滿足，則繼續(xù)執(zhí)行當(dāng)前層級的分層搜索；所述的波束搜索流程在波束搜索停止條件滿足時，選擇最終的波束賦形方向；所述的分層搜索接收機(jī)完成一個循環(huán)的導(dǎo)頻信號采集是指接收機(jī)依次使用當(dāng)前層級所有的待選波束采集一次接收機(jī)發(fā)射的導(dǎo)頻信號；所述的從分層波束搜索碼本向窄波束搜索碼本的切換是通過檢測未知信道信噪比的高低來決定的；步驟3所述使用分層波束搜索碼本進(jìn)行波束搜索時，發(fā)射機(jī)使用覆蓋其感興趣角度區(qū)間的波束發(fā)射信號，NT表示發(fā)射機(jī)配備的天線數(shù)；接收機(jī)采用循環(huán)掃描的方式采集發(fā)射機(jī)發(fā)射的導(dǎo)頻信號，在每次循環(huán)掃描中，接收機(jī)分別使用碼字wk,i和wk,i+1進(jìn)行波束賦形，并接收發(fā)射機(jī)發(fā)送的導(dǎo)頻信號；設(shè)接收機(jī)每次循環(huán)掃描中單個波束采集信號的時間為n0≥1個符號周期，則經(jīng)過m次循環(huán)掃描后，在接收機(jī)使用第k層第j,j∈{i,i+1}個碼字wk,j對應(yīng)的波束接收到的信號表示為：yk,j＝hk,jsk,j+zk,j1其中表示發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的等效信道，表示發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的信道矩陣，表示發(fā)送的導(dǎo)頻信號且PT表示發(fā)射功率，表示圓對稱高斯噪聲；經(jīng)過匹配濾波后的信號表示為： 其中，PT表示天線的發(fā)射功率，表示圓對稱高斯噪聲，得到信道的信噪比為步驟3中為了檢測當(dāng)前信道信噪比的高低，會提前設(shè)定一個信道信噪比目標(biāo)值β，并且設(shè)定當(dāng)信道信噪比大于目標(biāo)值就認(rèn)為是高信道信噪比，否則就是低信道信噪比；上述設(shè)定能夠?qū)懗上旅娴募僭O(shè)： 但是，式中的ηk,j不能直接通過接收信號計算得到，因此不能直接檢驗上述假設(shè)；使用廣義似然比檢驗來進(jìn)行假設(shè)檢驗，可以得到檢驗統(tǒng)計量： 其中γ∈0,∞表示假設(shè)檢驗的門限值，和分別表示在和條件下的似然函數(shù)；經(jīng)過計算推導(dǎo)，公式4改寫成： 公式5中，假設(shè)噪聲方差σ2是唯一的已知信道信息，而rk,j、m、n0可以通過測量得到，因此能夠直接在接收機(jī)計算檢驗統(tǒng)計量Grk,j；因此，波束搜索碼本的切換準(zhǔn)則如下： 在接收機(jī)每一次循環(huán)掃描之后，都會進(jìn)行一次信道信噪比檢測；若檢驗統(tǒng)計量Grk,j的檢測結(jié)果滿足公式6的條件，則切換波束搜索碼本，使用窄波束搜索碼本進(jìn)行波束搜索；若檢測結(jié)果不滿足公式6的條件，則繼續(xù)使用分層波束搜索碼本進(jìn)行波束搜索；步驟3在執(zhí)行分層搜索時，使用廣義似然比檢驗來檢測累計接收信號的信噪比是否滿足預(yù)設(shè)的目標(biāo)值；在當(dāng)前層級為第k層時，由匹配濾波器的輸出信號公式2可知，接收信號的信噪比為令累計接收信號的信噪比的預(yù)設(shè)目標(biāo)值為ρ，則根據(jù)廣義似然比檢驗，可得到的檢驗統(tǒng)計量為： 在每次循環(huán)波束掃描后，若滿足以下條件： 則停止當(dāng)前第k層級的波束搜索，否則繼續(xù)當(dāng)前層級的波束搜索，其中γ'是設(shè)定的似然門限值；所述分層搜索進(jìn)入新一層級的搜索時，若k＝1，即初始進(jìn)入分層搜索時，待搜索的角度區(qū)間確定為待搜索的波束為w1,1和w1,2對應(yīng)的波束；所述分層搜索進(jìn)入第k+1層，且k≥1時，根據(jù)第k層波束搜索停止時接收機(jī)積累的匹配濾波信號rk,i和rk,i+1，決定第k+1層的波束搜索角度區(qū)間；具體為：待確定的第k+1層的波束搜索角度區(qū)間有三種可能，且其確定的具體規(guī)則如下：當(dāng)信道主徑角度的估計值時，選擇CVwk,i作為第k+1層的波束搜索角度區(qū)間；當(dāng)信道主徑角度的估計值時，選擇CVwk,i+1作為第k+1層的波束搜索角度區(qū)間；當(dāng)信道主徑角度的估計值時，選擇CVwk,*作為第k+1層的波束搜索角度區(qū)間；其中，θk,i和θk,i+1分別表示角度區(qū)間和的中心角度，信道主徑角度的估計值由公式9得到： 其中，表示θ的取值范圍，表示和交界處的角度；其中 表示在接收機(jī)的導(dǎo)向矢量，g*k,iθ表示gk,iθ的復(fù)共軛，表示接收機(jī)的波束賦形增益；因此第k+1層的待搜索角度區(qū)間總結(jié)為： 當(dāng)就選擇作為第k+1層的波束搜索角度區(qū)間，區(qū)間內(nèi)所有碼字對應(yīng)的波束就是第k+1K層的待搜索波束；否則就以為區(qū)間中心，寬度和相等的角度區(qū)間作為第k+1層的波束搜索角度區(qū)間，區(qū)間內(nèi)所有碼字對應(yīng)的波束就是第k+1K層的待搜索波束；步驟5使用窄波束搜索碼本進(jìn)行波束搜索時，首先初始化活躍波束集合并開始執(zhí)行循環(huán)波束掃描；步驟5對活躍波束集合中的所有波束進(jìn)行循環(huán)掃描，每次發(fā)送n0個導(dǎo)頻信號；在完成第m次循環(huán)掃描后，波束wi從第一次掃描開始接收到的信號可以表示為：yi＝his+zi11其中，是發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的等效信道，為導(dǎo)頻信號，且其中PT為天線發(fā)射功率，是方差為σ2的獨立圓對稱高斯變量；wi對應(yīng)的波束經(jīng)過m次循環(huán)掃描后，積累的導(dǎo)頻信號為mn0，可以得到： 其中，是匹配濾波之后的信號，Ti服從自由度為2，非中心參數(shù)為的非中心卡方分布；步驟5對活躍波束每次循環(huán)掃描后，根據(jù)所有波束強(qiáng)度兩兩強(qiáng)弱對比的后驗概率來更新活躍波束集；具體規(guī)則為：當(dāng)fTi,TjΓ時，則認(rèn)為波束i比波束j強(qiáng)，然后將波束j移出活躍波束集；其中fTi,Tj表示當(dāng)波束i和波束j對應(yīng)的積累的導(dǎo)頻信號為Ti和Tj時，波束i的等效信道的強(qiáng)度比波束j高的后驗概率，即fTi,Tj＝Pr{|hi|＞|hj|}，Γ表示后驗概率門限值；上述規(guī)則應(yīng)用于活躍波束集中所有波束的兩兩對比，因此，每次循環(huán)掃描后，更新過后的活躍波束集可以表示為： 其中，后驗概率函數(shù)fx,y可以表示如下： 其中Ll·是l階拉蓋爾多項式；后驗概率根據(jù)公式14的解析表達(dá)式，對l取有限項求和近似計算；步驟5在每次更新完活躍波束集之后，判斷是否滿足以下三個停止條件；若滿足任何一個條件，則窄波束搜索停止；停止條件1.活躍波束集合中只剩下一個波束碼字： 停止條件2.活躍波束集合中剩下了兩個相鄰的碼字，并滿足以下條件： 停止條件3.導(dǎo)頻信號個數(shù)的限制： 其中Nmax是整個波束搜索過程允許最大的導(dǎo)頻信號個數(shù)；步驟6當(dāng)使用分層波束搜索碼本搜索到最后一層第K層時，得到的波束賦形方向如下: 其中，wK,i表示最后一層第K層波束搜索碼本中的任意一個碼字，⊙表示哈達(dá)瑪積，表示和wK,i主瓣中心方向角度之差，d表示天線間距，λ表示信號波長；步驟6當(dāng)使用窄波束搜索碼本進(jìn)行波束搜索時，當(dāng)滿足停止條件1或者停止條件3時，得到波束賦形方向為：wopt＝wi*19其中表示最后剩下的在活躍波束集合中的最強(qiáng)波束對應(yīng)的碼字；當(dāng)滿足停止條件2時，得到波束賦形方向為： ⊙表示哈達(dá)瑪積，表示和wK,i主瓣中心方向角度之差，d表示天線間距，λ表示信號波長。

如需購買、轉(zhuǎn)讓、實施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請人或?qū)＠麢?quán)人杭州電子科技大學(xué)，其通訊地址為：310018 浙江省杭州市下沙高教園區(qū)2號大街；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。