码本计算方法技术

本申请提出一种码本计算方法

【技术实现步骤摘要】
码本计算方法、设备及存储介质


[0001]本申请属于通信
，具体涉及一种码本计算方法
、
设备及存储介质
。

技术介绍

[0002]超大规模可重构全向智能超表面辅助的通信系统中，大量智能超表面
(IOS)
单元带来大量基站和用户间的辅助链路，使得准确的信道信息难以获得，采用码本和波束训练的方法可以在不使用准确信道信息的情况下完成波束赋型
。
大规模智能超表面单元也使得智能超表面阵列尺寸上升，智能超表面近场区域扩展，用户不仅位于智能超表面远场区域，也位于智能超表面近场区域中，原有的仅针对远场用户的波束赋型方案不再适用，需要设计近远场用户均适用的码本以完成波束训练，解决超大规模智能超表面辅助的通信系统的近场扩张问题
。
[0003]针对此状况，常见的做法是在系统中仅设计并采用纯近场码本或者纯远场码本，近场码本仅适用于近场用户信道，远场码本仅适用于远场用户信道
。
这样的问题是，在同时存在近场和远场用户的场景中，无法提前区分近远场用户，难以准确选择用户对应的码本，可能出现码本和用户不匹配的问题，降低用户的数据率
。

技术实现思路

[0004]本申请提出一种码本计算方法
、
设备及存储介质，能够缓解相关技术中存在的码本和用户不匹配的问题
。
[0005]第一方面，提供一种码本计算方法，包括：
[0006]将基站的智能超表面的覆盖范围划分为多个区域，所述覆盖范围包括近场区域范围和远场区域范围；
[0007]计算所述智能超表面上的每个天线单元与每个所述区域之间的等效信道，得到等效信道矩阵；
[0008]基于所述等效信道矩阵计算码本
。
[0009]在一些实施例中，基于所述等效信道矩阵计算码本之后，还包括：
[0010]基于所述码本和所述基站的发射功率，确定所述基站的最优数字预编码器和智能超表面的最优模拟编码器
。
[0011]在一些实施例中，基于所述码本和所述基站的发射功率，确定所述基站的最优数字预编码器和智能超表面的最优模拟编码器，包括：
[0012]基于所述智能超表面的模拟编码器
、
每个基站数字编码器和所述智能超表面到所述基站的信道，计算所述基站到每个目标区域的实际波束，所述每个目标区域与所述每个基站数字编码器一一对应，所述每个基站数字编码器满足所述基站的发射功率的要求；
[0013]计算所述实际波束与所述码本中目标码字的差，得到多个差值，所述多个差值的个数与所述每个基站数字编码器的个数相同，所述目标码字与所述每个目标区域一一对应；
[0014]基于所述多个差值，确定所述最优数字编码器和所述最优模拟编码器
。
[0015]在一些实施例中，还包括：
[0016]对于所述多个区域中的第一区域和第二区域，计算所述智能超表面到所述第一区域的第一等效信道，以及所述智能超表面到所述第二区域的等效信道，所述第一区域和所述第二区域关于所述智能超表面对称；
[0017]基于所述第一等效信道，计算所述第一区域对应的反射波束的反射增益；以及，基于所述第二等效信道，计算所述第二区域对应的透射波束的透射增益；
[0018]基于所述反射增益和所述透射增益，确定所述反射波束和所述透射波束的耦合关系
。
[0019]在一些实施例中，基于所述反射增益和所述透射增益，确定所述反射波束和所述透射波束的耦合关系，包括：
[0020]计算所述反射增益与所述透射增益的商；
[0021]在所述商与所述智能超表面中反射单元的幅度与透射单元的幅度之商成线性关系的情况下，确定所述反射波束和所述透射波束的耦合关系为所述反射波束和所述透射波束关于所述智能超表面对称
。
[0022]在一些实施例中，在所述商与所述智能超表面中反射单元的幅度与透射单元的幅度之商成线性关系的情况下，包括：
[0023]在所述第一区域和所述第二区域均属于所述近场区域范围，且所述商为所述反射单元的幅度与透射单元的幅度之商的情况下；
[0024]或，
[0025]在所述第一区域和所述第二区域均属于所述远场区域范围，且所述商为幅度商与信道增益商的乘积的情况下，所述幅度商为所述反射单元的幅度与透射单元的幅度之商，所述信道增益商为所述第一区域的信道增益与所述第二区域的信道增益之商
。
[0026]在一些实施例中，确定所述反射波束和所述透射波束的耦合关系为所述反射波束和所述透射波束关于所述智能超表面对称之后，还包括：
[0027]基于所述码本和表征所述反射波束和所述透射波束关于所述智能超表面对称的所述耦合关系，进行波束训练
。
[0028]第二方面，提供一种码本计算装置，包括：
[0029]划分模块，用于将基站的智能超表面的覆盖范围划分为多个区域，所述覆盖范围包括近场区域范围和远场区域范围；
[0030]第一计算模块，用于计算所述智能超表面上的每个天线单元与每个所述区域之间的等效信道，得到等效信道矩阵；
[0031]第二计算模块，用于基于所述等效信道矩阵计算码本
。
[0032]第三方面，提供一种电子设备，包括存储器
、
处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以实现第一方面所述的方法
。
[0033]第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行实现如第一方面所述的方法
。
[0034]本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0035]在本申请实施例中，由于被划分为多个区域的智能超表面的覆盖范围包括近场区域范围和远场区域范围，所以参考该覆盖范围划分得到的多个区域计算得到的码本在被使用时，不用区分使用该码本的用户处于近场还是远场，以此提高了用户数据率和系统吞吐量
。
[0036]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变的明显，或通过本申请的实践了解到
。
附图说明
[0037]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了
。
附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制
。
而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件
。
[0038]在附图中：
[0039]图1示出了本申请一实施例所提供的一种码本计算方法的流程示意图；
[0040]图2示出了本申请一实施例所提供的
IOS
透射波束
、
反射波束的耦合关系；
[0041]图3示出了本申请一实施例所提供的一种码本计算装置的结构示意图；
[0042]图4示出了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种码本计算方法，其特征在于，包括：将基站的智能超表面的覆盖范围划分为多个区域，所述覆盖范围包括近场区域范围和远场区域范围；计算所述智能超表面上的每个天线单元与每个所述区域之间的等效信道，得到等效信道矩阵；基于所述等效信道矩阵计算码本
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述等效信道矩阵计算码本之后，还包括：基于所述码本和所述基站的发射功率，确定所述基站的最优数字预编码器和智能超表面的最优模拟编码器
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述码本和所述基站的发射功率，确定所述基站的最优数字预编码器和智能超表面的最优模拟编码器，包括：基于所述智能超表面的模拟编码器
、
每个基站数字编码器和所述智能超表面到所述基站的信道，计算所述基站到每个目标区域的实际波束，所述每个目标区域与所述每个基站数字编码器一一对应，所述每个基站数字编码器满足所述基站的发射功率的要求；计算所述实际波束与所述码本中目标码字的差，得到多个差值，所述多个差值的个数与所述每个基站数字编码器的个数相同，所述目标码字与所述每个目标区域一一对应；基于所述多个差值，确定所述最优数字编码器和所述最优模拟编码器
。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的方法，其特征在于，还包括：对于所述多个区域中的第一区域和第二区域，计算所述智能超表面到所述第一区域的第一等效信道，以及所述智能超表面到所述第二区域的等效信道，所述第一区域和所述第二区域关于所述智能超表面对称；基于所述第一等效信道，计算所述第一区域对应的反射波束的反射增益；以及，基于所述第二等效信道，计算所述第二区域对应的透射波束的透射增益；基于所述反射增益和所述透射增益，确定所述反射波束和所述透射波束的耦合关系
。5.
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述反射增益和所述透射增益，确定所述反射波束和所述透射波束的耦合关...

【专利技术属性】
技术研发人员：邸博雅，张殊培，张雨童，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：