[發(fā)明專(zhuān)利]基于EC-EKF算法的光學(xué)智能天線波束控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610044634.6
• 申請(qǐng)日: 2016-01-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105577276A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王葉茵;尚韜;楊銀堂;王青
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04B10/11
• 分類(lèi)號(hào): H04B10/11
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專(zhuān)利中心 61205
• 代理人: 王品華;黎漢華

1.一種基于EC-EKF算法的光學(xué)智能天線波束控制方法，包括：

(1)設(shè)計(jì)光學(xué)智能天線：

天線采用正二十面體結(jié)構(gòu)，每個(gè)面上按照自上而下、自左向右的規(guī)則均勻排列有數(shù) 個(gè)發(fā)射單元，接收單元均勻地鑲嵌在發(fā)射單元之間的空隙內(nèi)；該正二十面體按照逆時(shí)針、 自上而下對(duì)每個(gè)面設(shè)有編號(hào)，每個(gè)面上的發(fā)射單元按照自左向右、自上而下設(shè)有編號(hào)；

(2)天線波束控制：

(2a)將上述光學(xué)智能天線分別裝配在通信雙方的通信機(jī)上，通信雙方初始化鏈路 并建立鏈路鏈接；

(2b)在雙方通信進(jìn)程中，本端通信機(jī)判斷是否收到對(duì)端通信機(jī)天線發(fā)射的光信號(hào)：

如果收到光信號(hào)，則更新對(duì)端通信機(jī)當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息；

若未收到光信號(hào)，則關(guān)閉本端天線當(dāng)前的發(fā)射單元，執(zhí)行步驟(2c)；

(2c)利用誤差修正的擴(kuò)展卡爾曼濾波算法EC-EKF預(yù)測(cè)對(duì)端通信機(jī)在三維空間內(nèi) 的下一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，即利用前一時(shí)刻的誤差值修正當(dāng)前時(shí)刻預(yù)測(cè)值，得到對(duì)端通 信機(jī)在三維空間內(nèi)的下一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息預(yù)測(cè)值；

(2d)根據(jù)(2c)得到的預(yù)測(cè)值確定對(duì)端通信機(jī)對(duì)應(yīng)本端天線的發(fā)射單元編號(hào)，重 新建立與對(duì)端通信機(jī)的鏈接，繼續(xù)進(jìn)行雙方通信進(jìn)程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于EC-EKF算法的光學(xué)智能天線波束控制方法，其特征 在于：正二十面體結(jié)構(gòu)是由二十個(gè)完全相同的等邊三角形拼接而成，每個(gè)等邊三角形作 為一個(gè)發(fā)射面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于EC-EKF算法的光學(xué)智能天線波束控制方法，其特征 在于：步驟(1)中每個(gè)發(fā)射面排列的發(fā)射單元的數(shù)量和位置，按如下步驟確定：

(1a)根據(jù)通信雙方的距離L，在保證發(fā)射端天線每個(gè)面所形成的發(fā)射覆蓋面 之間為無(wú)縫隙連接的基礎(chǔ)上，得到最大發(fā)射覆蓋面，其邊長(zhǎng)為

(1b)將最大發(fā)射覆蓋面的邊長(zhǎng)進(jìn)行n等分，連接各個(gè)等分點(diǎn)，即將最大發(fā)射覆蓋 面分為n²個(gè)小三角形；

(1c)對(duì)每個(gè)小三角形用天線發(fā)射單元所發(fā)射出的圓形光斑進(jìn)行外接圓方式填充， 填充所需圓形光斑個(gè)數(shù)為n(n+1)/2，即天線每個(gè)面上的發(fā)射單元數(shù)量為：

N＝n(n+1)/2；

該圓形光斑填充的位置即為對(duì)應(yīng)天線發(fā)射單元的排布位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于EC-EKF算法的光學(xué)智能天線波束控制方法，其特征 在于：每個(gè)發(fā)射單元半徑r，按如下公式確定：

r=12×32×(1-55)R2πN,]]>

其中，R為正二十面體結(jié)構(gòu)天線的通信半徑，N為每個(gè)發(fā)射面上分布的發(fā)射單元個(gè) 數(shù)。