本发明是关于一种面向安全传输的面向安全传输的可移动天线波束训练框架实现方法、装置、设备及介质，涉及无线移动通信。
背景技术：
1、波束赋形是在多天线系统中实现定向信号传输/接收的重要信号处理技术。通过控制每个天线上信号的幅度和/或相位，可以将来自/发往不同天线的信号波前构造性地叠加以放大所需方向上的信号，或者在不希望的方向上通过破坏性叠加进行干扰消除，该技术可以在空间维度保证信息的安全传输，避免信息的不必要泄露。
2、在过去的几十年里，波束成形技术已广泛应用于无线通信、雷达、声纳及成像系统等领域。然而，由于传统天线阵列的固定几何结构，即固定位置天线阵列，现有的波束成形解决方案通常面临在所需方向上放大信号和在不希望的方向上减小干扰之间的基本权衡。这是因为固定位置天线阵列的阵列响应矢量在不同指向角度上具有固有的空间相关性。因此，通常无法通过经典的波束成形设计同时实现在所需方向上的最大信号功率或全阵增益。
3、为此，现有技术提出了可移动天线的概念以实现天线的局部移动，追求更有利的信道条件并实现更好的通信性能及安全信息传输。为了做到这一点，需要获取用户的方位。在大规模天线系统中，波束训练是一种常用的用户方位估计方法，通过扫描空间的不同方位，用户可以通过接收功率确定自己所在位置并反馈给基站，从而进行后续的信息传输。然而，随着天线数的增多，系统可以形成的波束会更细，从而候选的方向会增多，进而导致波束训练的巨大开销。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够在可移动天线系统中高效估计用户方位的面向安全传输的可移动天线的波束训练框架实现方法、装置、设备及介质。
2、为了实现上述发明目的，本发明的技术方案为：
3、第一方面，本发明提供一种面向安全传输的可移动天线波束训练框架实现方法，该方法包括：
4、将可移动天线间距拉大到数倍于半波长，形成指向多个方向的定向波束，用户侧通过接受能量的大小确定用户候选方位；
5、基于用户候选方位对用户方位进行精细搜索，确定用户最终方位，并向该方位发射定向波束进行安全数据传输。
6、进一步地，基站的天线数为n，用户的天线数为1，该用户信道表示为：
7、h＝gan(θ)
8、其中，g表示各径对应的增益，θ表示用户到天线的角度，λ表示系统中心子载波波长，dn表示第n根天线在天线阵列上的几何位置。
9、进一步地，以半波长为天线单元间隔的天线阵列系统中，dn＝nλ/2，波束赋形矢量设置为an(φ)时，波束赋形的增益为：
10、
11、式中，φ表示波束赋形矢量设置的指向方向；
12、当天线间距为σ倍于半波长，即dn＝nσλ/2，束赋形增益为：
13、
14、在0～2π范围内，当θ＝φ时，波束增益达到最大，当σ为2，此时θ＝φ和θ＝φ+π时波束增益都能达到最大值，形成一个同时指向两个方向的波束，同理可得，当σ为4时，即可形成同时指向4个方向的波束，以此类推。
15、进一步地，将可移动天线间距拉大到数倍于半波长，形成指向多个方向的定向波束，用户侧通过接受能量大小确定用户候选方位，包括：
16、通过控制步进电机调整可移动天线间距使其为σ倍半波长，形成同时指向σ个方向的波束；
17、用户接收不同波束的能量，选出能量最高的波束确定为用户可能位于的σ个方位作为用户候选方位。
18、进一步地，基于用户候选方位对用户方位进行精细搜索，确定用户最终方位，并向该方位发射定向波束进行安全数据传输，包括：
19、重新将可移动天线阵列的天线间距调整为半波长，并依次形成指向候选角度的波束搜索这σ个方位；
20、用户端在不同时间接收不同的波束并记录对应的接收能量；
21、比较不同波束的接收能量，将接收能量最大的波束确定为用户所在的方位，基于确定的用户方位进行安全信息传输。
22、第二方面，本发明还提供一种面向安全传输的可移动天线波束训练框架实现装置，包括：
23、用户候选方位确定单元，被配置为将可移动天线间距拉大到数倍于半波长，形成指向多个方向的定向波束，用户侧通过接受能量大小确定用户候选方位；
24、用户最终方位确定单元，被配置为基于用户候选方位对用户方位进行精细搜索，确定用户最终方位，并向该方位发射定向波束进行安全数据传输。
25、进一步地，所述用户候选方位确定单元的实现过程，包括：
26、通过控制步进电机调整可移动天线间距使其为σ倍半波长，形成同时指向σ个方向的波束；
27、用户接收不同波束的能量，选出能量最高的波束确定为用户可能位于的σ个方位作为用户候选方位。
28、进一步地，所述用户最终方位确定单元的实现过程，包括：
29、重新将可移动天线阵列的天线间距调整为半波长，并依次形成指向候选角度的波束搜索这σ个方位；
30、用户端在不同时间接收不同的波束并记录对应的接收能量；
31、比较不同波束的接收能量，将接收能量最大的波束确定为用户所在的方位，基于确定的用户方位进行安全信息传输。
32、第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行所述方法中的任一方法的指令。
33、第四方面，本发明还提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行所述方法中的任一方法。
34、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下特点：
35、1、本发明提供的可移动天线波束训练框架实现方法，通过调整可移动天线系统的天线间距，分两阶段实现高效的波束训练，有效地确定可移动天线系统下的用户方位。
36、2、在本发明所提的波束训练框架下，首先将可移动天线的天线间距调整至数倍于半波长的大小，这样可以形成同时指向多个方向的定向波束，从而快速确定用户的粗略方位，在第二阶段，基于此粗略方位形成高指向性的定向波束搜索上一阶段所确定的几个粗略方位，并最终确定用户的方位。
37、综上，本发明提出的可移动天线的高效波束训练框架实现方法，能够解决可移动天线系统下用户方位高效获取的问题，可以广泛应用于可移动天线的高效波束训练中。
1.一种面向安全传输的可移动天线波束训练框架实现方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的可移动天线波束训练框架实现方法，其特征在于，基站的天线数为n，用户的天线数为1，该用户信道表示为：
3.根据权利要求2所述的可移动天线波束训练框架实现方法，其特征在于，以半波长为天线单元间隔的天线阵列系统中，dn＝nλ/2，波束赋形矢量设置为an(φ)时，波束赋形的增益为：
4.根据权利要求1所述的可移动天线波束训练框架实现方法，其特征在于，将可移动天线间距拉大到数倍于半波长，形成指向多个方向的定向波束，用户侧通过接受能量大小确定用户候选方位，包括：
5.根据权利要求2所述的可移动天线波束训练框架实现方法，其特征在于，基于用户候选方位对用户方位进行精细搜索，确定用户最终方位，并向该方位发射定向波束进行安全数据传输，包括：
6.一种面向安全传输的可移动天线波束训练框架实现装置，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的可移动天线波束训练框架实现装置，其特征在于，所述用户候选方位确定单元的实现过程，包括：
8.根据权利要求6所述的可移动天线波束训练框架实现装置，其特征在于，所述用户最终方位确定单元的实现过程，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1至5所述方法中的任一方法的指令。
10.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行如权利要求1至5所述方法中的任一方法。
