CN119483672A 基于毫米波阵列波束图案的矿下5g通信波束对准方法 （哈尔滨工业大学）

司基于毫米波阵列波束图案的矿下5G通信波基于毫米波阵列波束图案的矿下5G通信波方法难以保证矿下工业通信的实时性和安全性天线阵列产生了用于快速波束对准的精确三角通过分析不同帧波束图案由几何形状和信道角2信道出射角为φ∈[φmin,φmax)，φmin是信道出射的最小角度，φmax是信道出射的最大角本字典w=(wm…B,w,},发射端在第m个训练帧采用加权波束赋形矢量F,fneF,接收端在M个训练帧训练过程中始终采用加权波束聚合矩阵W"W"=[wm…B,W,],则2.根据权利要求1所述的基于毫米波阵列波束图案的矿下5G通信波束对准方法，其特3.根据权利要求2所述的基于毫米波阵列波束图案的矿下5G通信波束对准方法，其特34.根据权利要求3所述的基于毫米波阵列波束图案的矿下5G通信波束对准方法，其特min步骤二四、按照t＝nTT,T＝1对复指数时间信号s(t)进行采样，得到离散时间信号s5.根据权利要求3所述的基于毫米波阵列波束图案的矿下5G通信波束对准方法，其特4其中，L表示信道路径簇的数量，αl为第l条路径高斯白噪声；7.根据权利要求6所述的基于毫米波阵列波束图案的矿下5G通信波束对准方法，其特5m＝1,2,…,M中选出含有最多接收信号能量的帧m*：8.根据权利要求7所述的基于毫米波阵列波束图案的矿下5G通信波束对准方法，其特yl"')的第lR个元素取模得到：则得到入射角为第个波束图案几何中心处步骤五四二、定义是对y"的第个元素取模的结果，是对y"的第个元素取模的结果，则将入6则入射角的估计值为il]是i中的第1个元素，i2]是i中的第2个元"个波束图案几何7则入射角的估计值为il]是i中的第1个元素，i[2]是中的第2个元9.根据权利要求6所述的基于毫米波阵列波束图案的矿下5G通信波束对准方法，其特其中，cr为最强径8i"[]为第1帧接收信号中的高斯白噪声ai中的第个元素，il"[]为第M帧接收信号中的高斯白噪声中的第个元素，gφ(φl)＝[g1y'和F得到最强径入射角的估计值10.根据权利要求8或9所述的基于毫米波阵列波束图案的矿下5G通信波束对准方法，入射角估计的平均绝对误差和出射角估计的平均绝对误差9[0004]本发明的目的是为解决采用现有波束对准方法难以保证矿下工业通信的实时性组成的混合结构天线阵列以及LR条射频链；且在模拟结构天线阵列和混合结构天线阵列端码本字典w=wm…B,w,⃞,发射端在第m个训练帧采用加权波束赋形矢量F,fneF,接收端在M个训练帧训练过程中始终采用加权波束聚合矩阵Ils.(o)是接收端采用的第gR个波束图案p(),则定义复指数时间信号s(t)为：p(),则定义复指数时间信号s(t)为：[0051]步骤三四、按照t＝nRT,T＝1对s(t)进行采样，得到离散时间信号s[nR],nR=w,[n]表示"s中的第nR个元素。θl为第l条路径簇的入射角，φl为第是2范数；为第m*帧接收信号中的高斯白噪声，对yl"')的第lR个元素取模得到：[0076]则得到入射角为第个波束图案几何中[0077]步骤五四二、定义是对9"的第r-1个元素取模的结果，是对9"的第r1个元素取模的结果，则将入射角缩小为：[0087]其中，Ar为第个波束图案几何中心处的角度；q,的估计值为il]是i中的第1个元素，i[2]是中的第2[0095]其中，Ar为第"+1个波束图案几何中心处的角度，为第个波束图案m＝1,2,…,M的LR个元素中选出含有最多接收信号能量的元素，为最强径的入射角，g,(4)ec"表示发射端M个训练帧各自在角度为第1帧接收信号中的高斯白噪声中的第个元素，i"[x]为第M帧接收信号中的高斯白噪声中的组成的混合结构天线阵列以及LR条射频链；且在模拟结构天线阵列和混合结构天线阵列","构成接收端码本字典发射端在第m个训练帧采用加权波束赋形矢量接收端在M个训练帧训练过程中始终采用加权波束聚合矩阵W"W"=[wm…W,W],p(),则定义复指数时间信号s(t)为：则定义复指数时间信号s(t)为：[0182]步骤三四、按照t＝nRT,T＝1对s(t)进行采样，得到离散时间信号s[nR],nR=w,In]表示"s中的第nR个元素。θl为第l条路径簇的入射角，φl为第是2范数；对yl")的第lR个元素取模得到：是对y"的第r--1个元素取模的结果，是对y"的第"+1个元素取模的[0221]其中，Ar为第个波束图案几何中心处的角度；i[e]是i中的第2个元素；,的估计值为m＝1,2,...,M的LR个元素中选出含有最多接收信号能量的元cr为最强为第1帧接收信号中的高斯白噪声iil"[]为第M帧接收信号中的高斯白噪声中的[0250]步骤六四一、忽略干扰f和if,有对的第m个元素取模得到：为发射端第mmax个波束图案几何中心处的角度；可以进一步缩小出射角的取值范围，即定义乐=i[]/i[2],il]是i中的第1[0279]则出射角的估计值为il]是i中的第1个元素，ilel是中的第2B[]代表求期望；[0292]如图2所示，通过仿真分析波束图案来验证本发明所提方法波束图案设计的可行根据给定的波束图案ls,()求解得到相应的如图2所示，的波束图案仿真值