[发明专利]一种动态调整收敛因子的波束成形方法

说明书

本发明公开了一种动态调整收敛因子的波束成形方法，用于无线通信或无线供电系统的发射阵列，来实现波束的快速聚焦。传统的盲自适应波束成形使用恒定的收敛因子得到下一次的权重向量，耗时长，不适合跟踪快速移动的设备；本发明方法根据待测目标接收的信号强度实时动态的调整发射端波束成形的收敛因子，将调整后的收敛因子代入盲自适应波束成形的迭代算法中，改变下次波束成形的权重值。本发明通过实时动态调整收敛因子，提高盲自适应波束成形的实施效率，具有可跟踪快速移动的设备的优点。

技术领域

本发明涉及阵列信号处理领域，特别涉及一种动态调整收敛因子的波束成形方法。

背景技术

波束成形技术用于信号/能量的定向传输或接收，能有效的提高无线通信的传输性能和无线功率的传输效率。

但是传统波束成形技术很难快速调整波束去跟踪快速移动的设备。例如，在2017年2月8日发表在IEEE Access期刊的第五卷第1743页～1752页中“Far-Field RF WirelessPower Transfer with Blind Adaptive Beamforming for Internet of ThingsDevices”一文采用盲自适应波束成形算法对物联网设备进行远场无线功率传输。再例如，在2016年3月15日发表在IEEE Internet of Things Journal期刊第三卷的第986页～996页中“A Multiantenna RFID Reader With Blind Adaptive Beamforming”一文采用盲自适应波束成形算法来改善数据传输的范围和性能。但采用传统的盲自适应波束成形算法需要通过大量的迭代后才能将波束调到最佳，耗时长，不适合跟踪快速移动的设备。

发明内容

本发明的目的是为了优化现有技术中的不足，提供一种动态调整收敛因子的波束成形方法，提高盲自适应波束成形的实施效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种动态调整收敛因子的波束成形方法，包括以下步骤：

步骤一、发射端通过天线阵列向接收端传输信号；

步骤二、在接收端实时检测接收到的信号强度；

步骤三、根据待测目标接收的信号强度实时动态的调整发射端波束成形的收敛因子，将调整后的收敛因子代入盲自适应波束成形的迭代算法中，改变下次波束成形的权重值。

进一步地，发射端发送的信号为数据信号或能量信号，分别应用于无线通信、供电中。

进一步地，所述步骤三中，确定收敛因子框架：将信号强度的取值范围分为两个子段；在各子段中，对收敛因子的取值范围进行遍历，确定各子段的最佳收敛因子；将分段后的盲自适应波束成形算法的迭代次数和分段前的迭代次数作对比，如果小于分段前的迭代次数，则保留该最佳分段，并继续在每个子段中重复该过程，直到找到所有最佳分段及各子段的最佳收敛因子。

进一步地，确定收敛因子框架过程中，从最低子段开始寻找最佳收敛因子，直到将所有子段的最佳收敛因子确定。

本发明的有益效果是：传统的盲自适应波束成形使用恒定的收敛因子得到下一次的权重向量，耗时长，不适合跟踪快速移动的设备；本发明根据待测目标接收的信号强度实时动态的调整发射端波束成形的收敛因子，将调整后的收敛因子代入盲自适应波束成形的迭代算法中，改变下次波束成形的权重值。通过实时动态调整收敛因子提高盲自适应波束成形的实施效率，具有可跟踪快速移动的设备的优点。

附图说明

图1是本发明的实施例的系统框图；

图2是本发明的实施例的动态调整收敛因子方案图；

图3是本发明的实施例在单次实验中，使用常值收敛因子和动态收敛因子的迭代次数和RSSI关系的对比图；