為了保證無(wú)人機(jī)毫米波基站多波束覆蓋區(qū)域內(nèi)通信容量的同時(shí),降低硬件成本和系統(tǒng)復(fù)雜度,本文提出采用一種基于混合波束成形結(jié)構(gòu)的波束優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。該方法首先從多波束混合成形系統(tǒng)結(jié)構(gòu)入手,而后基于多波束總體頻譜效率最大化問(wèn)題分別對(duì)數(shù)字預(yù)編碼器和射頻移相預(yù)編碼器進(jìn)行設(shè)計(jì),達(dá)到降低系統(tǒng)射頻鏈數(shù)目的目標(biāo)。仿真試驗(yàn)表明,該波束設(shè)計(jì)方法可以在獲得較好波束增益的同時(shí)降低系統(tǒng)復(fù)雜度,從而提高無(wú)人機(jī)目標(biāo)覆蓋區(qū)域內(nèi)用戶的通信質(zhì)量。 

【文章來(lái)源】：航空科學(xué)技術(shù). 2020,31(06)

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

不同量化方法對(duì)傳輸速率總和的影響

為了方便計(jì)算，本文考慮一個(gè)具有M個(gè)用戶的下行鏈路，基站具有NtRF個(gè)射頻鏈和NBS個(gè)天線，每個(gè)用戶具有NrRF個(gè)射頻鏈和NMS個(gè)天線，并假設(shè)每個(gè)用戶傳輸q個(gè)數(shù)據(jù)流，則有Mq≤NtRF≤NBS和q≤NrRF≤NMS，圖1給出了多用戶場(chǎng)景下的混合波束成形結(jié)構(gòu)。在該混合波束成形系統(tǒng)中，基站端首先在基帶上使用大小為NtRF×Ns的數(shù)字預(yù)編碼器VD將數(shù)據(jù)流數(shù)字化，然后通過(guò)NtRF個(gè)RF鏈將處理后的信號(hào)上變頻到載波頻率，最后通過(guò)矩陣大小為NBS×NtRF的RF預(yù)編碼器FRF構(gòu)造的模擬移相器來(lái)實(shí)現(xiàn)最終的發(fā)射信號(hào)，其中FRF的限制條件為|FRF(i,j)|2=1。因此，發(fā)射信號(hào)可表示為：

如圖4所示，在相同分辨率的情況下，本文采用的相角量化策略獲得的傳輸速率比直接量化方法得到的速率高，展現(xiàn)了該方法的有效性，這是因?yàn)橹苯恿炕椒ㄊ歉鶕?jù)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的角度直接對(duì)得到的相角進(jìn)行量化，這樣會(huì)造成較大的誤差，而本文的方法策略是在求解相角的過(guò)程中將所有可能的值帶入優(yōu)化函數(shù)，找到最優(yōu)的相角。此外在這兩種方法中，圖4也顯示了隨著分辨率的提高，傳輸速率總和增大的結(jié)果，驗(yàn)證了分辨率越高傳輸速率越高的結(jié)論。4 結(jié)論


本文編號(hào)：3440295