本技术介绍了一种创新的波束对准算法,旨在保护通信隐私。该算法通过将基站通信空间划分为多个子空间,将波束对准问题转化为在多个子区间内搜索随机变量的问题。首先,利用sortPM自适应波束对准算法确定合法用户所在的一级子空间。随后,在一级子空间上应用基于信道编码的非自适应性波束对准算法,进一步缩小用户位置至二级子空间。最后,在所有二级子空间上同步执行自适应波束对准算法,精确定位至三级子空间,并以中点作为用户位置。该算法不仅提高了基站与合法用户间的波束对准速度和准确性,而且有效防止了窃听者通过窃听获取波束对准信息。
背景技术
波束成形技术是空分多址(Space Division Multiple Access, SDMA)技术的一种,该技术通过对各阵元信号进行加权求和,将天线阵列波束“导向”成期望方向上高增益而非期望方向上低增益甚至无增益的定向波束。在实际大规模多入多出(Multiple InputMultiple Output, MIMO)通信系统中,信道环境十分复杂多变,传统基于信道估计的数字波束对准算法计算开销过大,难以应用。因此,大规模MIMO通信系统主要采用模拟波束成形技术。在模拟波束成形技术中,寻找期望方向以获得最大波束成形增益的过程叫做波束对准,也可叫做波束训练或者波束搜索,该过程是模拟波束成形技术的第一步也是非常关键的一步。
其中,自适应波束对准算法通常具有自适应性增益,能以更少的波束搜索次数实现更好的波束对准性能。然而,假如波束对准过程中被非法用户窃听,那么相较于非自适应波束对准算法,自适应波束对准算法存在隐私泄露的风险。
实现思路