[發(fā)明專利]一種基于單站陣型映射到MIMO陣型的設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011171311.6
• 申請(qǐng)日: 2020-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN112350757B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁麗;李銀偉;李萍;朱亦鳴;尹麗娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B7/0413
• 分類號(hào): H04B7/0413
• 代理公司: 上海邦德專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31312
• 代理人: 梁劍

1.一種基于單站陣型映射到MIMO陣型的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，利用單站陣列逆向求解出MIMO收發(fā)陣型；

包括以下步驟：

步驟1：輸入單站陣列的位置和陣元數(shù)；

步驟2：將單站陣列的位置和陣元數(shù)代入陣型約束函數(shù)；

步驟3：利用智能優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化；

步驟4：確定MIMO收發(fā)陣列位置和數(shù)量；

步驟5：判斷陣型誤差是否最小化，若否，進(jìn)入步驟6,；若是，結(jié)束計(jì)算；

步驟6：重新進(jìn)行步驟3，根據(jù)約束條件迭代計(jì)算出最優(yōu)的待定參數(shù)值，重新確定MIMO收發(fā)陣列位置和數(shù)量；

在步驟2中，所述陣型約束函數(shù)包括設(shè)計(jì)MIMO接收陣列的陣元數(shù)用N_R表示，MIMO發(fā)射陣列的陣元數(shù)用N_T表示，等效陣列(即初始單站陣列)的陣元數(shù)用N_E表示，則

其中，A，B為修改的sigmoid函數(shù)的待定參數(shù)，i為接收陣列的圈數(shù)索引，I為總?cè)?shù)。

收發(fā)陣元位置設(shè)置，即直角坐標(biāo)系為：

其中，Δθ_R為每個(gè)接收陣元對(duì)應(yīng)的角度，r_R為接收陣元各圈的間距；

其中，Δθ_T為每個(gè)發(fā)射陣元對(duì)應(yīng)的角度，r_T為發(fā)射陣元的半徑；

根據(jù)等效相位中心定理得等效陣元的位置為：

在步驟3中，所述智能優(yōu)選算法包括以下限制條件：

其中，λ為加權(quán)系數(shù)(0＜λ＜1)，P'_E(r_E)為MIMO陣型的等效位置分布函數(shù)，M_max為MIMO接收螺旋陣列每一圈的最大陣元數(shù)，M_min為MIMO接收螺旋陣列每一圈的最小陣元數(shù)；

在步驟4中，通過(guò)步驟3確定A和B的值，隨后通過(guò)步驟2中的陣型約束函數(shù)來(lái)計(jì)算確定MIMO收發(fā)陣列位置和數(shù)量；

在步驟5中，判斷誤差大小的公式為：

其中，||*||₁表示矩陣的1范數(shù)，||*||_F表示矩陣的Frobenius范數(shù)，P_E(r_E)為初始單站陣型的位置函數(shù)。