[发明专利]基于稀疏编码和无相位解码的毫米波通信快速波束对准方法

摘要

本发明公开了一种基于稀疏编码和无相位解码的毫米波通信快速波束对准方法，属于毫米波无线通信技术领域。本发明利用毫米波信道稀疏特性，将波束对准问题建模成稀疏编码和无相位解码的问题，并在稀疏偶图编码的基础上，在仅有接收信号的幅度信息的情况下，通过构造满足一定条件的稀疏测量矩阵，设计低计算复杂度的算法估计波束方向及每个方向的路径衰落信息。由于本发明不依靠接收信号的相位信息，对噪声有较高的鲁棒性。

主权项

1.基于稀疏编码和无相位解码的毫米波通信快速波束对准方法，其特征在于，包括下列步骤；步骤S1：预设L个偶图G_l和矩阵其中偶图G_l的左节点数量N对应发射天线数量，右节点数M为预设值；并基于偶图G_l得到每个偶图对应的连接矩阵H_l，其中连接矩阵H_l的每个元素H_l(i,j)的取值为：矩阵其中t_i≠t_j,i≠j且t_n＞0，i,j,n＝1,2,...,N；基于矩阵H_l和可以得到稀疏编码矩阵步骤S2：发射端基于稀疏编码矩阵A对待发送信号进行信号处理；步骤S3：接收端基于接收信号向量和偶图进行波束对准处理：步骤S301：遍历所有偶图，判断每个偶图G_l的右节点是否为零节点，并记录每个偶图G_l的零节点的数目：基于每个偶图G_l对应的接收向量y_l，对接收向量y_l的每项y_l,m进行上下分块处理，其上分块对应下分块对应将的能量值与预设的阈值∈进行比较，若小于，则判定即对应的右节点为零节点，从而得到偶图G_l的零节点数；步骤S302：基于L个偶图G_l中的最小零节点数P_min，将零节点数目为P_min的偶图G_l定义为NM图，从而得到NM图集合；步骤S303：遍历NM图集合中的所有偶图，并执行下列处理：对于m＝1,...,M，重复以下判断：如果则将偶图G_l的第m个右节点作为单节点，并估计对应的激活左节点的幅度值和稀疏信号x的坐标值其中，{m₁…m_r}表示与对应的右节点相连的左节点集合；基于同一NM图的所有幅度值得到幅度z的估计向量从而当遍历完NM图集合后，可得到幅度的估计值的集合其中I表示集合的阶；步骤S304：判断，如果I＝1，则返回作为最终估计如果集合内元素交集为空，则随机取集合的某一个元素作为最终估计否则，基于集合中每个估计向量中的非零元并随机取所有NM图G_i含有的集合交集中的元素作为坐标的估计值；以及根据得到每个非零元所对应的最终估计其中k＝1,2,…,K，K表示集合中的非零元个数。