1.基于迭代扩展卡尔曼滤波器的毫米波自适应波束追踪方法,其特征在于包括如下步骤:步骤1、确定接收信号的比率度量,作为IEKF的观测方程;
步骤2、收集多次跟踪后地角度变化,根据角度变化地平均值计算角度变化速率,以确定两次追踪间最大时隙间隔;
步骤3、根据设定的波束成形后信噪比衰落的阈值和步骤2确定的最大追踪间隔判断是否需要进行追踪;
步骤4、使用IEKF方法执行追踪。
2.如权利要求1所述的基于迭代扩展卡尔曼滤波器的毫米波自适应波束追踪方法,其特征在于步骤1所述接收信号比率度量为在接收波束附近的一对辅助波束对接收信号的强度的比率。
3.如权利要求2所述的基于迭代扩展卡尔曼滤波器的毫米波自适应波束追踪方法,其特征在于步骤2所述需确定的两次追踪间的间隔由指定波束宽度除以收集的每个角度变化的平均值计算,其中通过改变波束宽度来调整追踪的速率。
4.如权利要求3所述的基于迭代扩展卡尔曼滤波器的毫米波自适应波束追踪方法,其特征在于:步骤3所述判断是否需要执行波束追踪遵循以下两个条件:条件(1):如果波束成形后信噪比与T个时隙前相比,衰落超过阈值;
条件(2):两次追踪间的时隙间隔达到步骤2所述的最大时隙间隔。
5.如权利要求1、2、3或4所述的基于迭代扩展卡尔曼滤波器的毫米波自适应波束追踪方法,其特征在于步骤4所述的使用IEKF方法执行波束追踪,具体实现如下:步骤4‑1.一步预测估计角度更新;
步骤4‑2.一步预测协方差更新;
步骤4‑3.IEKF迭代;
步骤4‑4.计算下一次追踪的状态演化方程的协方差;
步骤4‑5.计算下一次追踪的观测方程的协方差;
步骤4‑6.在IEKF迭代结束后,更新波束角度,等待下一个时隙t+T,并返回步骤4‑1。
6.如权利要求5所述的基于迭代扩展卡尔曼滤波器的毫米波自适应波束追踪方法,其特征在于步骤4‑3的IEKF迭代,令最大迭代次数为k,i为迭代索引,具体实现如下:步骤4‑3‑1:计算卡尔曼增益:
其中,Rest为估计的观测方程噪声的协方差矩阵;(.)H表示矩阵的转置,Ct,i的计算如下:步骤4‑3‑2:计算角度估计值:
其中,
步骤4‑3‑3:计算协方差矩阵:
Pt|t,i=(I‑Kt,iCt,i)Pt|t‑T其中,I是单位矩阵;
步骤4‑3‑4:计算第i次迭代的状态演化方程的协方差Qest,t,i:H
Qest,r,i=Kt,ieeKt,i
其中
步骤4‑3‑5:计算第i次迭代的观测方程的协方差Rest,t,i:在结束IEKF迭代之后,计算下一次追踪所需的状态演化方程的协方差Qest,t和观测方程的协方差Rest,t。
7.如权利要求5所述的基于迭代扩展卡尔曼滤波器的毫米波自适应波束追踪方法,其特征在于步骤4‑4所述的计算下一次追踪的状态演化方程的协方差Qest,t,具体实现如下:
8.如权利要求7所述的基于迭代扩展卡尔曼滤波器的毫米波自适应波束追踪方法,其特征在于步骤4‑5计算下一次追踪的观测方程的协方差Rest,t:其中, c为更新次数,b为常数,下标t为时隙索引,下标i为IEKF的迭代索引。
9.如权利要求8所述的基于迭代扩展卡尔曼滤波器的毫米波自适应波束追踪方法,其特征在于步骤4‑6在IEKF迭代结束后,更新波束角度, 为IEKF最后一次迭代时的角度估计值 将T初始化为0;等待下一个时隙t+T,并返回步骤4‑1。