王俊智, 仲伟志, 肖丽君, 王 鑫, 朱秋明, 林志鹏

(1. 南京航空航天大学航天学院, 江苏 南京 210016; 2. 南京航空航天大学电子信息工程学院, 江苏 南京 210016)

0 引 言

毫米波频段具有巨大且连续的未分配带宽,可以满足无线通信系统对更高数据速率的要求。因此,毫米波通信获得了人们的广泛关注[1]。

由于毫米波传输具有路径损耗和遮挡问题[2],因此需要采用大规模阵列天线波束形成技术,产生高增益的定向窄波束以弥补路径传输损耗[3]。毫米波的高频特性决定了其较适合室内或室外的短距离传输,但是实际应用中发射端和接收端的相对运动会导致波束搜索复杂度高、波束对齐困难等问题,尤其当室内或者室外小区内存在丰富障碍物时,用户与基站之间的波束选择难度将进一步增加,波束匹配过程也将消耗大量的运算时间和数据资源[4]。针对这一难点,国内外研究者做了大量的研究工作。经典的波束搜索算法为穷举搜索方法[5],即对码本中所有的波束对逐个搜索以找到最佳波束对,但该方法的搜索时间较长,难以适用于室内目标随机移动这一场景。为了减少搜索时间,研究者提出一种分层搜索[6-7]方法,但当主信道路径的预波束成形信噪比较低时,分层搜索精度会降低。文献[8]从亚6 GHz获得带外信息,用于毫米波波束搜索以解决上述问题,但先验信息需要通过收发器上的传感器或者进行额外测量来获得,这就导致了额外的系统开销。文献[9]提出一种逆指纹方法,该方法利用多路径指纹和位置信息,在非视线路径(non-line-of-sight, NLOS)的情况下扩展了基于先验信息的波束选择方法。……