本发明专利技术实施例公开了一种基于移相器开关控制的波束成形方法、装置以及系统。方法包括：获取弱负载终端的信道的信道向量；基于所述信道向量得到与所述信道对应的各个移相器的贡献度；基于与所述信道对应的各个移相器的贡献度，依次将各移相器的连接状态由闭合更改为断开，并在每更改一个移相器的连接状态后，计算所述弱负载终端的待处理信干噪比，若所述待处理信干噪比符合预设条件，则停止更改移相器的连接状态，并将符合预设条件的移相器的连接状态更改为闭合；采用连接状态为闭合的至少一个移相器调节与所述弱负载终端对应的波束的宽度；所述波束由所述基站向所述弱负载终端发送的电磁波或者接收所述弱负载终端发送的电磁波形成的。波形成的。波形成的。
【技术实现步骤摘要】
基于移相器开关控制的波束成形方法、装置以及系统
[0001]本专利技术涉及一种通信
，尤其涉及一种基于移相器开关控制的波束成形方法、装置以及系统。
技术介绍
[0002]现代毫米波通信系统中的用户类型是多种多样的，通常情况下上行信道和下行信道的负载不同，例如，无人机或者高清监控摄像装置产生极大地上行信道需求，而下行信道需求不大。浏览高清视频或者下载大型文件的智能手机或者平板电脑对下行信道需求巨大。因此需要根据不同均衡的上行负载和下行负载进行适当的调整，以最大化系统资源利用。
[0003]目前，行业内已有的上行下行信道均衡策略，主要是调节时分双工模式上下行传输占据时间片长短，即动态时分双工模式。这种方式是通过为高负载侧分配较多的传输时间，低负载侧分配较少的传输时间。但是这种方式仅能够实现毫米波通信系统级的上下信道中的负载均衡的情况。所有的用户只能承受相同的负载均衡结果，即所有的用户经过调节后的上行信道容量和下行信道容量完全相同。而无法适用于各个用户上行信道和下行信道的负载不均衡的场景。
[0004]因此，急需一种数据流传输方法以解决上述的技术问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术实施例提供了的一种基于移相器开关控制的波束成形方法、装置以及系统，实现对波束宽度调节，降低功耗，提高系统能量效率。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于移相器开关控制的波束成形方法，包括：获取弱负载终端的信道的信道向量；所述信道为弱负载终端的弱负载侧的信道；基于所述信道向量得到与所述信道对应的各个移相器的贡献度；其中，与所述信道对应的移相器包括多个；所述移相器位于基站中；基于与所述信道对应的各个移相器的贡献度，依次将各移相器的连接状态由闭合更改为断开，并在每更改一个移相器的连接状态后，计算所述弱负载终端的待处理信干噪比，若所述待处理信干噪比符合预设条件，则停止更改移相器的连接状态，并将符合预设条件的移相器的连接状态更改为闭合；采用连接状态为闭合的至少一个移相器调节与所述弱负载终端对应的波束的宽度；所述波束由所述基站向所述弱负载终端发送的电磁波或者接收所述弱负载终端发送的电磁波形成的。
[0007]优选的，在所述获取弱负载终端的信道向量之前，还包括：在检测到终端的上行信道和下行信道的待传输数据流的大小不同的情况下，确定所述终端为弱负载终端；所述待传输数据流以所述电磁波的形式传输，所述电磁波形成所述波束。
[0008]优选的，在获取弱负载终端的信道的信道向量之后，还包括：基于所述信道向量得到弱负载终端的初始信干噪比；所述若所述待处理信干噪比符合预设条件，则停止更改移相器的连接状态，包括：若所述待处理信干噪比小于所述初始信干噪比的预设倍数，则停止
更改移相器的连接状态。
[0009]优选的，所述弱负载终端包括多个；所述基于所述信道向量得到弱负载终端的初始信干噪比，包括：将各个弱负载终端的所述信道向量分别输入初始信干噪比函数，得到各个弱负载终端的初始信干噪比：
[0010][0011]其中，SINR
k
表示第k个弱负载终端的初始信干噪比，k表示弱负载终端的编号，h
k
表示第k个弱负载的信道向量，P
t
为所述系统内的基站的发射功率，F
RF
是模拟波束成形器矩阵，F
BB
是数字波束成形器矩阵，[F
BB
]：，
k
表示数字波束成形器的第k列元素，[F
BB
]：，
u
表示数字波束成形器的第u列元素，σ2表示噪声功率，K表示弱负载终端的数量，每个移相器连接一个开关，所述模拟波束成形器包括至少一个移相器和与所述至少一个移相器连接的开关。
[0012]优选的，所述基于所述信道向量得到与所述信道对应的各个移相器的贡献度，包括：将各个弱负载终端的所述信道向量分别输入贡献度函数，得到与每个信道对应的每个移相器的贡献度：
[0013][0014]其中，δ(a
k
)表示与第k个弱负载终端的信道对应的第a
k
个移相器的贡献度，h
u
表示第u个弱负载终端的信道向量，h
u
的取值范围为[1，K]，h
k
表示第k个弱负载终端的信道向量，表示第k个弱负载终端的信道向量内的与第a
k
个基站天线对应的信道元素，表示第u个弱负载终端的信道向量内的与第a
k
个基站天线对应的信道元素，γ
k
表示所述预设倍数，所述基站包括多个基站天线，每个移相器连接一个基站天线。
[0015]优选的，所述计算所述弱负载终端的待处理信干噪比，包括：针对每个弱负载终端，通过待处理信干噪比函数分别对每个弱负载终端的所述信道向量、移相器的连接状态，以及各基站天线的数量进行计算，得到每个弱负载终端的待处理信干噪比：
[0016][0017]其中，τ
k
(S
k
)表示第k个弱负载终端的待处理信干噪比，h
k，s
＝h
k
S
k
表示第k个移相器关闭后更新的信道向量，S
k
表示第k个弱负载终端的选择矩阵，所述选择矩阵中的行数和列数都由所述基站天线的个数确定，所述选择矩阵为对角矩阵且对角线上的元素为0或者1，0表示移相器的连接状态为断开，1表示移相器的连接状态为闭合，表示等效噪声。
[0018]优选的，所述基于与所述信道对应的各个移相器的贡献度，依次将各移相器的连接状态由闭合更改为断开，包括：针对与所述信道对应的每个移相器，将各个移相器的贡献度进行从小到大的排序，依次将移相器的连接状态由闭合更改为断开。
[0019]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于移相器开关控制的波束成形装置，包括：信道向量获取模块，用于获取弱负载终端的信道的信道向量；所述信道为弱负载终端的弱负载侧的信道；贡献度获取模块，用于基于所述信道向量得到与所述信道对应的各个移
相器的贡献度；其中，与所述信道对应的移相器包括多个；所述移相器位于基站中；移相器关闭模块，用于基于与所述信道对应的各个移相器的贡献度，依次将各移相器的连接状态由闭合更改为断开，并在每更改一个移相器的连接状态后，计算所述弱负载终端的待处理信干噪比，若所述待处理信干噪比符合预设条件，则停止更改移相器的连接状态，并将符合预设条件的移相器的连接状态更改为闭合；宽度调节模块，用于采用连接状态为闭合的至少一个移相器调节与所述弱负载终端对应的波束的宽度；所述波束由所述基站向所述弱负载终端发送的电磁波或者接收所述弱负载终端发送的电磁波形成的。
[0020]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种无线通信系统，其特征在于，包括弱负载终端、多个移相器、基站、基于移相器开关控制的波束成形装置；其中，所述弱负载终端，用于向所述基站发送电磁波，或者接收所述基站发送的电磁波；所述多个移相器，所述移本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于移相器开关控制的波束成形方法，其特征在于，包括：获取弱负载终端的信道的信道向量；所述信道为弱负载终端的弱负载侧的信道；基于所述信道向量得到与所述信道对应的各个移相器的贡献度；其中，与所述信道对应的移相器包括多个；所述移相器位于基站中；基于与所述信道对应的各个移相器的贡献度，依次将各移相器的连接状态由闭合更改为断开，并在每更改一个移相器的连接状态后，计算所述弱负载终端的待处理信干噪比，若所述待处理信干噪比符合预设条件，则停止更改移相器的连接状态，并将符合预设条件的移相器的连接状态更改为闭合；采用连接状态为闭合的至少一个移相器调节与所述弱负载终端对应的波束的宽度；所述波束由所述基站向所述弱负载终端发送的电磁波或者接收所述弱负载终端发送的电磁波形成的。2.根据权利要求1所述的基于移相器开关控制的波束成形方法，其特征在于，在所述获取弱负载终端的信道向量之前，还包括：在检测到终端的上行信道和下行信道的待传输数据流的大小不同的情况下，确定所述终端为弱负载终端；所述待传输数据流以所述电磁波的形式传输，所述电磁波形成所述波束。3.根据权利要求1所述的基于移相器开关控制的波束成形方法，其特征在于，在获取弱负载终端的信道的信道向量之后，还包括：基于所述信道向量得到弱负载终端的初始信干噪比；所述若所述待处理信干噪比符合预设条件，则停止更改移相器的连接状态，包括：若所述待处理信干噪比小于所述初始信干噪比的预设倍数，则停止更改移相器的连接状态。4.根据权利要求3所述的基于移相器开关控制的波束成形方法，其特征在于，所述弱负载终端包括多个；所述基于所述信道向量得到弱负载终端的初始信干噪比，包括：将各个弱负载终端的所述信道向量分别输入初始信干噪比函数，得到各个弱负载终端的初始信干噪比：其中，SINR
k
表示第k个弱负载终端的初始信干噪比，k表示弱负载终端的编号，h
k
表示第k个弱负载的信道向量，P
t
为所述系统内的基站的发射功率，F
RF
是模拟波束成形器矩阵，F
BB
是数字波束成形器矩阵，[F
BB
]
：，k
表示数字波束成形器的第k列元素，[F
BB
]
：，u
表示数字波束成形器的第u列元素，σ2表示噪声功率，K表示弱负载终端的数量，每个移相器连接一个开关，所述模拟波束成形器包括至少一个移相器和与所述至少一个移相器连接的开关。5.根据权利要求4所述的基于移相器开关控制的波束成形方法，其特征在于，所述基于所述信道向量得到与所述信道对应的各个移相器的贡献度，包括：将各个弱负载终端的所述信道向量分别输入贡献度函数，得到与每个信道对应的每个移相器的贡献度：
其中，δ(a
k
)表示与第k个弱负载终端的信道对应的第a
k
个移相器的贡献度，h
u
表示第u个弱负载终端的信道向量，h
u
的取值范围为[1，K]，h
k
表示第k个弱负载终端的信道向量，表示第k个弱负载终端的信道向量内的与第a
k
个基站天线对应的信道元素，表示第u个弱负载终端的信道向量内的与第a
k
个基站天线对应的信道元素，γ
k
表示所述预设倍数，所述基站包括多个基站天线，每个移相器连接一个基站天线。6.根据权利要求5所述的基于移相器...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑福春，许可，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：
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