[发明专利]一种基于两时隙的一比特反馈协作波束成形方法

摘要

该发明公开了一种基于两时隙的一比特反馈协作波束成形方法，属于无线通信领域，主要涉及基于两时隙的一比特反馈协作波束成形技术。在不增加系统开销的条件下，每个时隙仍然只反馈一个比特信息，利用当前时隙的反馈和上一时隙的反馈值决定下一时隙的相位扰动步长和校正因子，在保留之前算法的优势上，实时的调整相位扰动步长和校正因子，在相位差很小时适当减小扰动步长，远离收敛值时适当增加扰动步长，提高扰动的正确率，加快了收敛的速度。

主权项

一种基于两个时隙的一比特反馈协作波束成形方法，该方法包括：步骤1：模型建立：设共有N+1个节点，其中N个协作节点，一个目的节点，协作节点同时向目的节点传送消息；步骤2：系统参数设置：设n代表时隙，则涉及的参数为θi[n]，δi[n]＝±δ[n]，τi[n]，RSS[n]，其中θi[n]表示第i个协作节点在第n时隙的相位权值，δi[n]表示第i个协作节点在第n时隙的相位随机扰动值，并且以等概率取值±δ[n]；τi[n]是第i个协作节点在时隙n的相位校正因子，RSS[n]为接收节点在时隙n的接收信号强度；步骤3：其他参数设定：b[n]表示第n个时隙的反馈值为0或1，b[n‑1]表示n‑1时隙的反馈值；RD：0＜RD＜1表示扰动步长调整因子，用于根据一比特反馈值动态调整相位扰动δ[n]的大小；步骤4：在时隙n，第i个协作节点采用已知的相位权值、相位随机扰动值、相位校正因子参与波束成形，则相应的发送相位权值为：φi[n]＝θi[n]+δi[n]+τi[n]；步骤5：在时隙n，接收节点接收N个协作节点发送的波束信号计算出相应的信号强度RSS[n]，并且将当前时隙的RSS[n]值与已知的其中最大RSS与RSSbest[n]做比较；若RSS[n]＞RSSbest[n]，则更新下个时隙RSSbest[n+1]＝RSS[n]，此时表明当前时隙的相位扰动成功，接收信号增强，并向发送端反馈一比特信息b[n]＝1；若RSS[n]≤RSSbest[n]，则说明相位随机扰动失败，RSSbest[n]保持当前值不变，并向发送节点反馈一比特信息b[n]＝0；步骤6：发送端的协作节点接收反馈回的一比特信息作出相应的相位权值调整；当接收的反馈比特信息为1时，表明扰动成功，保留该时隙的相位扰动值和相位校正因子，并用于下一个时隙相位权值的计算，即θi[n+1]＝θi[n]+δi[n]+τi[n]，接收的反馈比特信息为0时，扰动失败，因此丢弃该时隙附加的相位扰动值δi[n]和相位校正因子τi[n]，即θi[n+1]＝θi[n]；步骤7：发送端协作节点根据当前时隙的反馈以及上一时隙的反馈值调整n+1时隙相位扰动δ[n+1]和校正因子τi[n+1]：若b[n‑1]b[n]＝11，表明n‑1时隙和本时隙都扰动成功，两次连续成功表明远离收敛值，增大相位扰动的步长和相位校正因子，加快收敛速度，即δ[n+1]＝δ[n]/RD，τi[n+1]＝τi[n]/RD；若b[n‑1]b[n]＝01，表明n‑1时隙扰动失败，本时隙扰动成功，由于是随机扰动，因此只适当增大扰动步长，保持校正因子不变，即δ[n+1]＝δ[n]/RD，τi[n+1]＝τi[n]；若b[n‑1]b[n]＝00，此时表明连续两个时隙扰动失败，由于步长过大导致靠近收敛时偏离最优的接收信号强度，因此减小相位扰动的步长值，由于当前时隙反馈为0，δi[n]扰动使接收信号强度减弱，则相位扰动值的相反数必然会使协作信号增强；因此使下一时隙相位校正因子更新为扰动幅值的相反数，即τi[n+1]＝‑δi[n]，δ[n+1]＝δ[n]*RD；若b[n‑1]b[n]＝10，表明n‑1时隙扰动成功，当前时隙扰动失败，使相位校正因子往负向扰动，保持相位扰动步长不变，即τi[n+1]＝‑δi[n]，δ[n+1]＝δ[n]；步骤8：目的节点更新最大的RSSbest[n+1]后，判断是否满足预定的信号强度要求；如果满足则向所有协作节点发送确认信息，协作节点接收到确认信息后，保持当前的相位权值发送后续的数据信息，可达到最大的通信效率；否则将时隙n自动加1，并重复步骤4‑8。