CN119496545A 基于覆盖误差范围和自适应码本的动态目标波束跟踪方法 （西安电子科技大学）

基于覆盖误差范围和自适应码本的动态目本发明提出了一种基于覆盖误差范围和自适应码本的动态目标波束跟踪方法，实现步骤对波束宽度进行自适应调整并计算最优波束宽2构建包括位于二维坐标系坐标原点的天线总数量为N的均匀线性阵列基站及与其实现基站根据动态目标历史时间段的定位信息对当前时间段内的轨迹S进行基站以最小化波束切换开销为目标对波束宽度进行自适应调整基站判断预测轨迹S起始位置的通信速率RSt与预先设定的通信速率阈值RTh是否满足基站使用最优码字Wopt与动态目标进行通信，并判断动态目标与基站通信的传输速率3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3Th表示预先设定的通信速率阈值，d1表示S中起始位置和终*(m,p)表示基站中用于波束跟踪的第m个天线产生的第p个方向的波束所需的加权向本第m个天线产生的第p个方向的波束所需的加权向量中的加权值，X(m)表示基站的第m个天线改变Δψ方向的相移加权值，Δψ表示生成的码本W中第一个码字产生的波束的方向与(4b)基站根据α计算训练分层码本中第a层码本用于波束跟踪的第b个天线产生的第c个方向的波束所需的加权向量中的加权值WTrain(a,b,c)，得到包括ExαN,xαN,个加权值的4其中Na表示第a层码本用于波束跟踪使用的天线数，其值为N,的从α的第一个质因数从小到大乘到第a个质因数的倍数，W,(a,b,c)表示每层波束宽度一致的码本中第a层码本用于波束跟踪的第b个天线产生的第c个方向的波束所需的加权向量中的加权值，X,(b)表示5一个波束宽度较窄而增益较大的波束，它可以有效弥补基站生成的波束的显著的路径损中使用每一个码字来与目标进行通信并选择信噪比SNR最高的码字，其缺点在于训练开销评判跟踪结果的好坏，通常可以利用动态目标与基站通信时的通信速率来衡量跟踪精度，[0004]目前，已有许多针对动态目标的波束跟踪方法，例如，JiaweiChen等人在“HierarchicalCodebookDesignforNear_FieldmmWaveMIMOCommunicationsSystems”(IEEEWirelessCommunicationsLetters,VOL.12,Issue:11,November2023)法可以获得更高的平均波束跟踪增益和更高的最小波束跟踪增益，且与穷举搜索相比，分层码本可以大大减少波束训练的步骤，但其存在的不足之处在于，该方法在目标移动速度较大的情况下会导致波束相干时间缩短且训练频率增加，这会降低动态目标通信的通信速6[0008]构建包括位于二维坐标系坐标原点的天线总数量为N的均匀线性阵列基站及与其[0010]基站根据动态目标历史时间段的定位信息对当前时间段内的轨迹S进行预测，并[0014]基站判断预测轨迹S起始位置的通信速率RSt与预先设定的通信速率阈值RTh是否[0016]基站使用最优码字Wopt与动态目标进行通信，并判断动态目标与基站通信的传输速率RRt是否满足RRt＞RTh，若是，则动态目标在当前时间段的波束范围内，否则执行步骤[0018](1)本发明由于基站在利用轨迹预测信息计算波束朝向，考虑到轨迹预测误差对[0019](2)本发明由于基站自适应调整波束时以最小化波束切换开销为目标，降低波束7[0025]构建包括位于二维坐标系坐标原点的天线总数量为N的均匀线性阵列基站及与其[0027]基站根据动态目标历史时间段的定位信息对当前时间段内的轨迹S进行预测，轨[0028]基站通过S中起始位置和终点位置中距离基站较近、较远的点到达基站法线的夹8站较近的点与基站之前的距离，ρ表示基站生成的波束与动态目标通信时的信噪比，φ1表[0040]基站判断预测轨迹S起始位置的通信速率RSt与预先设定的通信速率阈值RTh是否*(m,p)表示基站中用于波束跟踪的第m个天线产生的第p个方向的波束所需的加[0047]若基站判断预测轨迹S起始位置的通信速率RSt与预先设定的通信速率阈值RTh不9基站根据α计算训练分层码本中第a层码本用于波束跟踪的第b个天线产生的第c个方向的[0056]基站使用最优码字Wopt与动态目标进行通信，并判断动态目标与基站通信的传输速率RRt是否满足RRt＞RTh，若是，则动态目标在当前时间段的波束范围内，否则执行步骤[0063]对本发明与现有的“HierarchicalCodebookDesignforNear_FieldmmWave态