技术摘要：
本发明提供一种最优波束对搜索方法、装置、计算机设备及存储介质。所述最优波束对搜索方法包括：初始化波束对搜索空间；通过当前波束对搜索空间中的每个波束对从发射端向接收端发送训练导频；检测每个波束对上接收端的接收信号，计算每个波束对上的接收能量；根据每个  全部
背景技术：
在新一代的通信技术中，毫米波(mmWave)通信系统吸引了越来越多科研人员的关 注。毫米波的频率在30至300GHz之间，具有非常广的可用带宽，但同时也因为短波长有一些 物理上的劣势。毫米波一个最主要的问题就是相比于常用波段的信号而言，毫米波段内的 信号在空间传输中有非常大的路径损耗。现阶段一般使用大规模的天线，例如具有高指向 性的天线阵列来克服这一缺点。在天线阵列中，如何找到最优的波束对准方向(即最优波束 对)，对于发挥系统高增益的优势非常关键。 现阶段的研究中，大多数处理的是低频段的信号，需要进行准确的信道估计。而对 于高频段的信号，精确的信道估计很难实现，因而不能快速、准确地搜索到最优波束对。
技术实现要素：
鉴于以上内容，有必要提出一种最优波束对搜索方法、装置、计算机设备及存储介 质，其可以快速、高准确度地搜索到最优波束对。 本申请的第一方面提供一种最优波束对搜索方法，所述方法包括： (a)初始化从发射端到接收端的波束对搜索空间； (b)通过当前波束对搜索空间中的每个波束对从发射端向接收端发送训练导频； (c)检测当前波束对搜索空间中每个波束对上接收端的接收信号，根据所述接收 信号计算当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量； (d)根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量判断是否满足波束对筛 选条件，若不满足波束对筛选条件，则执行(f)； (e)若满足波束对筛选条件，则从当前波束搜索空间中移除接收能量较低的波束 对； (f)判断是否满足搜索结束条件，若不满足搜索结束条件，则返回(b)； (g)若满足搜索结束条件，则输出最优波束对。 另一种可能的实现方式中，所述根据所述接收信号计算当前波束对搜索空间中每 个波束对上的接收能量包括： 计算所述接收信号匹配滤波后的能量； 将所述匹配滤波后的能量对所述波束对上累计的训练导频的能量或数量做归一 化处理，得到所述接收能量。 另一种可能的实现方式中，所述根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收 能量判断是否满足波束对筛选条件包括： 根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量确定当前波束对搜索空间 4 CN 111555786 A 说　明　书 2/15 页 的最大接收能量与最小接收能量； 计算所述最大接收能量与所述最小接收能量的接收能量差值； 判断所述接收能量差值是否大于或等于能量阈值。 另一种可能的实现方式中，所述能量阈值根据下式计算： 其中δi表示当前波束对搜索空间的能量阈值，ni表示当前波束对搜索空间的每个 波束对上累计的训练导频的数量，λimax与λimin分别表示当前波束对搜索空间的最大接收能 量与最小接收能量对应的非常中心参数。 另一种可能的实现方式中，所述根据当前波束对搜索空间中每个波束对的接收能 量判断是否满足波束对筛选条件包括： 根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量计算当前波束对搜索空间 中每个波束对是最优波束对的后验概率； 确定当前波束对搜索空间的最小后验概率； 判断所述最小后验概率是否小于或等于概率阈值。 另一种可能的实现方式中，所述根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收 能量计算当前波束对搜索空间中每个波束对是最优波束对的后验概率包括： 计算 其中||s||2表示该波束对上累计的训练导频的能量，Ti表示该波 束对上的接收能量； 对 进行归一化处理，得到所述后验概率。 另一种可能的实现方式中，所述概率阈值根据下式计算： 其中σi表示所述概率阈值，ni表示当前波束对搜索空间的每个波束对上累计的训 练导频的数量，λimax与λimin分别表示当前波束对搜索空间的最大接收能量与最小接收能量 对应的非常中心参数。 本申请的第二方面提供一种最优波束对搜索装置，所述装置包括： 初始化模块，用于初始化从发射端到接收端的波束对搜索空间； 发送模块，用于通过当前波束对搜索空间中的每个波束对从发射端向接收端发送 训练导频； 计算模块，用于检测当前波束对搜索空间中每个波束对上接收端的接收信号，根 据所述接收信号计算当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量； 第一判断模块，用于根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量判断是 否满足波束对筛选条件； 移除模块，用于若满足波束对筛选条件，则从当前波束搜索空间中移除接收能量 较低的波束对； 第二判断模块，用于判断是否满足搜索结束条件； 5 CN 111555786 A 说　明　书 3/15 页 输出模块，用于若满足搜索结束条件，则输出最优波束对。 另一种可能的实现方式中，所述根据所述接收信号计算当前波束对搜索空间中每 个波束对上的接收能量包括： 计算所述接收信号匹配滤波后的能量； 将所述匹配滤波后的能量对所述波束对上累计的训练导频的能量或数量做归一 化处理，得到所述接收能量。 另一种可能的实现方式中，所述根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收 能量判断是否满足波束对筛选条件包括： 根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量确定当前波束对搜索空间 的最大接收能量与最小接收能量； 计算所述最大接收能量与所述最小接收能量的接收能量差值； 判断所述接收能量差值是否大于或等于能量阈值。 另一种可能的实现方式中，所述能量阈值根据下式计算： 其中δi表示当前波束对搜索空间的能量阈值，ni表示当前波束对搜索空间的每个 波束对上累计的训练导频的数量，λimax与λimin分别表示当前波束对搜索空间的最大接收能 量与最小接收能量对应的非常中心参数。 另一种可能的实现方式中，所述根据当前波束对搜索空间中每个波束对的接收能 量判断是否满足波束对筛选条件包括： 根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收能量计算当前波束对搜索空间 中每个波束对是最优波束对的后验概率； 确定当前波束对搜索空间的最小后验概率； 判断所述最小后验概率是否小于或等于概率阈值。 另一种可能的实现方式中，所述根据当前波束对搜索空间中每个波束对上的接收 能量计算当前波束对搜索空间中每个波束对是最优波束对的后验概率包括： 计算 其中||s||2表示该波束对上累计的训练导频的能量，Ti表示该波 束对上的接收能量； 对 进行归一化处理，得到所述后验概率。 另一种可能的实现方式中，所述概率阈值根据下式计算： 其中σi表示所述概率阈值，ni表示当前波束对搜索空间的每个波束对上累计的训 练导频的数量，λimax与λimin分别表示当前波束对搜索空间的最大接收能量与最小接收能量 对应的非常中心参数。 本申请的第三方面提供一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器，所述处理 器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现所述最优波束对搜索方法。 6 CN 111555786 A 说　明　书 4/15 页 本申请的第四方面提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算 机程序被处理器执行时实现所述最优波束对搜索方法。 本发明初始化波束对搜索空间；通过当前波束对搜索空间中的每个波束对从发射 端向接收端发送训练导频；检测每个波束对上接收端的接收信号，根据接收信号计算每个 波束对上的接收能量；根据每个波束对上的接收能量判断是否满足波束对筛选条件；若满 足波束对筛选条件，则从当前波束搜索空间中移除接收能量较低的波束对；若满足搜索结 束条件，则输出最优波束对；若不满足搜索结束条件，则返回通过当前波束对搜索空间中的 每个波束对从发射端向接收端发送训练导频的步骤。 在实际通信系统中，仅有很少数的波束对能够提供较高的传输增益。本发明迭代 地进行最优波束对搜索，每次迭代若满足筛选条件，则从波束对搜索空间移除低接收能量 的波束对，波束对搜索空间中大量的低接收能量波束方向可以在早期被检测并移除。本发 明用较少的训练导频识别低接收能量的波束方法并从搜索空间中移除，而更多的训练导频 被集中用于评估具有更高增益的波束方向。在某个波束对上分配更多的训练导频后，可以 有效降低噪声带来的影响，更准确的判断该方向的通信质量，从而高准确度地找到最优波 束对。 此外，在实际通信系统中，发送并接收训练导频占用主要的时间开销。本发明每次 迭代移除低接收能量的波束对，大大减少了发送训练导频的数量，从而节省了搜索时间，快 速搜索到最优波束对。 附图说明 图1是本发明实施例提供的最优波束对搜索方法的流程图。 图2是本发明实施例提供的最优波束对搜索装置的结构图。 图3是本发明实施例提供的计算机设备的示意图。