[發(fā)明專利]一種面向高速移動(dòng)用戶的頻控陣基站協(xié)作傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010185218.4
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111355517B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳薛晗;林靜然;邵懷宗;利強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04B7/022
• 分類號: H04B7/022
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 陳選中

1.一種面向高速移動(dòng)用戶的頻控陣基站協(xié)作傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、隨機(jī)初始化K個(gè)基站搭載的頻控陣頻率與基站激活參數(shù)并令i＝1，k＝1，m＝1，其中，m為第m個(gè)天線，i為迭代次數(shù)，K為基站數(shù)量，f_k為第k個(gè)基站的M個(gè)天線各自頻率組成的M行1列向量，b_k為第k個(gè)基站激活狀態(tài)的控制參數(shù)，且b_k≥0，M為一個(gè)基站的天線數(shù)量；

S2、根據(jù)頻控陣在t_s時(shí)刻的波束增益，計(jì)算得到波束增益中與第k個(gè)基站第m個(gè)天線的有關(guān)項(xiàng)cos[2π(f_k,mτ_k,m,s-f_l,nτ_l,n,s)]的導(dǎo)數(shù)并判斷所述導(dǎo)數(shù)是否不等于零，若是，則進(jìn)入步驟S3，否則，進(jìn)入步驟S4，其中，f_k,m為第k個(gè)基站的m個(gè)天線的頻率，τ_k,m,s為第k個(gè)基站第m個(gè)天線的發(fā)射波束到目標(biāo)的時(shí)刻，f_l,n為第l個(gè)基站第n個(gè)天線的頻率，τ_l,n,s為第l個(gè)基站的第n個(gè)天線的發(fā)射波束到目標(biāo)的時(shí)刻，為波束增益中與第k個(gè)基站第m個(gè)天線的有關(guān)項(xiàng)cos[2π(f_k,mτ_k,m,s-f_l,nτ_l,n,s)]的導(dǎo)數(shù)，為第k個(gè)基站的m個(gè)天線第i-1次迭代的頻率，為第l個(gè)基站第n個(gè)天線第i-1次迭代的頻率，l,k＝1,...,K；n,m＝1,...,M；(l,n)≠(k,m)；

所述步驟S2中導(dǎo)數(shù)的表達(dá)式如下：

其中，d為均勻線陣天線之間的間距，2πf_k,mτ_k,m,s為第k個(gè)基站的第m個(gè)陣元發(fā)射的信號到達(dá)目標(biāo)位置處的相位，為第k個(gè)基站的m個(gè)天線第i-1次迭代的頻率，為第l個(gè)基站第n個(gè)天線第i-1次迭代的頻率，τ_l,n,s為第l個(gè)基站的第n個(gè)天線的發(fā)射波束到目標(biāo)的時(shí)刻，t_s為信號發(fā)射時(shí)刻，c為光速，(r_k,s,θ_k,s)為用戶在t_s時(shí)刻相對于第k個(gè)基站的位置，2πτ_k,m,s為第k個(gè)基站的第m個(gè)陣元發(fā)射的信號到達(dá)目標(biāo)位置處的相位項(xiàng)2πf_k,mτ_k,m,s中f_k,m的系數(shù)，τ_k,m,s為第k個(gè)基站第m個(gè)天線的發(fā)射波束到目標(biāo)的時(shí)刻；

S3、針對所述導(dǎo)數(shù)不等于零時(shí)，分別計(jì)算得到波束增益中與第k個(gè)基站第m個(gè)天線的頻率有關(guān)項(xiàng)cos[2π(f_k,mτ_k,m,s-f_l,nτ_l,n,s)]近似的參數(shù)α_k,l,m,n,s、β_k,l,m,n,s和ρ_k,l,m,n,s；

所述步驟S3中參數(shù)α_k,l,m,n,s、β_k,l,m,n,s和ρ_k,l,m,n,s的表達(dá)式如下：

其中，α_k,l,m,n,s、β_k,l,m,n,s和ρ_k,l,m,n,s為對波束增益中與第k個(gè)基站第m個(gè)天線的頻率有關(guān)項(xiàng)cos[2π(f_k,mτ_k,m,s-f_l,nτ_l,n,s)]進(jìn)行近似的參數(shù)，τ_k,m,s為第k個(gè)基站第m個(gè)天線的發(fā)射波束到目標(biāo)的時(shí)刻，為第k個(gè)基站第m個(gè)天線在第i-1迭代時(shí)的頻率，為第l個(gè)基站第n個(gè)天線第i-1次迭代的頻率，τ_l,n,s為第l個(gè)基站的第n個(gè)天線的發(fā)射波束到目標(biāo)的時(shí)刻，為波束增益中與頻控陣頻率有關(guān)項(xiàng)cos[2π(f_k,mτ_k,m,s-f_l,nτ_l,n,s)]對f_k,m的導(dǎo)數(shù)，為第k個(gè)基站的m個(gè)天線第i-1次迭代的頻率，表示向上取整，表示向下取整，t_s為信號發(fā)射時(shí)刻，c為光速，d為均勻線陣天線之間的間距，r_k,s為第k個(gè)基站在t_s時(shí)刻與目標(biāo)點(diǎn)的距離，θ_k,s為第k個(gè)基站在t_s 時(shí)刻與目標(biāo)點(diǎn)之間的角度；

S4、針對所述導(dǎo)數(shù)等于零時(shí)，分別計(jì)算得到波束增益中與第k個(gè)基站第m個(gè)天線的頻率有關(guān)項(xiàng)cos[2π(f_k,mτ_k,m,s-f_l,nτ_l,n,s)]近似的參數(shù)α_k,l,m,n,s、β_k,l,m,n,s和ρ_k,l,m,n,s；

所述步驟S4中參數(shù)α_k,l,m,n,s、β_k,l,m,n,s和ρ_k,l,m,n,s的表達(dá)式如下：

其中，α_k,l,m,n,s、β_k,l,m,n,s和ρ_k,l,m,n,s為對波束增益中與第k個(gè)基站第m個(gè)天線的頻率有關(guān)項(xiàng)cos[2π(f_k,mτ_k,m,s-f_l,nτ_l,n,s)]進(jìn)行近似的參數(shù)，為第k個(gè)基站第m個(gè)天線在第i-1迭代時(shí)的頻率，τ_l,n,s為表示第l個(gè)基站的第n個(gè)天線的發(fā)射波束到目標(biāo)的時(shí)刻，t_s為信號發(fā)射時(shí)刻，c為光速，為第l個(gè)基站第n個(gè)天線第i-1次迭代的頻率，τ_k,m,s為第k個(gè)基站第m個(gè)天線的發(fā)射波束到目標(biāo)的時(shí)刻，d為均勻線陣天線之間的間距，r_k,s為第k個(gè)基站在t_s 時(shí)刻與目標(biāo)點(diǎn)的距離，θ_k,s為第k個(gè)基站在t_s 時(shí)刻與目標(biāo)點(diǎn)之間的角度；

S5、根據(jù)步驟S3或步驟S4得到的參數(shù)α_k,l,m,n,s、β_k,l,m,n,s和ρ_k,l,m,n,s，計(jì)算得到第k個(gè)基站的m個(gè)天線第i次迭代的頻率并令其中，代表所有，即把所有第i-1次迭代頻率賦值給第i次迭代的頻率l,n與k,m完全相等時(shí)除外，其中，代表所有，即把所有l(wèi)＝1,…，K的第i-1次基站激活狀態(tài)賦值給第i次迭代時(shí)的基站激活狀態(tài)，其中，為第l個(gè)基站第n個(gè)天線第i次迭代的頻率，為第l個(gè)基站第i次迭代的激活狀態(tài)控制參數(shù)；

S6、判斷所述中的計(jì)數(shù)值m是否大于M，若是，則進(jìn)入步驟S7，否則，令計(jì)數(shù)值m加1，并返回步驟S2，其中，m為第m個(gè)天線，M為一個(gè)基站的天線數(shù)量；

S7、計(jì)算得到第k個(gè)基站第i次迭代的激活狀態(tài)控制參數(shù)并令代表所有，即把所有第i-1次迭代頻率賦值給第i次迭代的頻率態(tài)，其中，代表所有，即把所有l(wèi)＝1,…，K的第i-1次基站激活狀態(tài)賦值給第i次迭代時(shí)的基站激活狀態(tài)，l與k完全相等時(shí)除外，為第l個(gè)基站第n個(gè)天線第i次迭代的頻率，為第l個(gè)基站第i次迭代的激活狀態(tài)控制參數(shù)；

S8、判斷所述激活狀態(tài)控制參數(shù)中的計(jì)數(shù)值k是否大于K，若是，則進(jìn)入步驟S9，否則，令計(jì)數(shù)值k加1，m＝1，并返回步驟S2，m為第m個(gè)天線，k為第k個(gè)基站，K為基站數(shù)量；

S9、判斷是否滿足終止條件，若是，則輸出基站激活參數(shù)結(jié)束運(yùn)行，完成頻控陣基站的協(xié)作傳輸，否則，令迭代次數(shù)i加1,k＝1，m＝1，并返回步驟S2。