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专利号: 2020100845304
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.毫米波共生通信系统主被动式联合波束赋形设计方法,所述毫米波共生通信系统为融合毫米波蜂窝网‑物联网的共生通信系统,包括一个配置Nt根天线的毫米波主发送机PT、一个配置Nr根天线的毫米波主接收机PR以及一个配置M根天线的物联网反向散射设备BD;

毫米波共生通信系统中,PT通过主动式混合波束赋形,与PR保持正常的毫米波通信;BD通过反射PT发送的毫米波信号来传输自身信息,同时分别调整每根天线的幅度和相位,进行被动式波束赋形;PR利用直射链路和反射链路信号的强度差异,采用串行干扰抵消技术来检测PT和BD的信号;

其特征在于,所述波束赋形设计方法为:在保证直射链路最低通信速率需求Cmin的前提下,以最大化反射链路的通信速率Cb(FA,FD,Λ)为目标,联合优化PT端混合波束赋形矩阵FA和FD、以及BD端被动式波束赋形矩阵Λ,建立目标函数如下:

s.t.

Cd(FA,FD,Λ)≥Cmin|λm|=1,m=1,2,...,M其中,数字预编码器 模拟预编码器 表示模拟预编码矩阵的可行域,第一个约束是直射链路通信速率Cd(FA,FD,Λ)的QoS要求,第二个约束保证模拟预编码的硬件可行性,第三个约束为归一化发送功率限制,Ns为PT端发送的数据流数,最后一个约束为BD的被动式反向散射特性,λm表示第m根反射天线的波束赋形权重;

通过求解目标函数得到波束赋形矩阵FA、FD和Λ。

2.根据权利要求1所述的毫米波共生通信系统主被动式联合波束赋形设计方法,其特征在于,所述目标函数的求解方法为:0

步骤S1、初始化BD端被动式波束赋形矩阵Λ ,迭代算法终止的判决门限值ε,令迭代次数i=1;

步骤S2、利用正交匹配追踪方法或者穷举搜索方法求解以下问题,得到解s.t.

i‑1

Cd(FA,FD,Λ )≥Cmini‑1

其中Fopt是反射链路级联等效信道GΛ F的右奇异矩阵的分块矩阵,G为BD到PR的信i‑1

道,F为PT到BD的信道,其生成方式如下:将反射链路级联等效信道做奇异值分解GΛ F=Ui‑1 H

∑ V,再将V进行分块,即V=[V1 V2],其中V1的维度为Nt×Ns,取Fopt=V1;

步骤S3、利用坐标下降方法求解:s.t.

|λm|=1,m=1,2,...,Mi

得到解Λ;

步骤S4、判断 是否满足,如果满足,进入步骤S5,否则进入步骤S6;

步骤S5、令i=i+1,回到步骤S2;

* i

步骤S6、返回最优解 Λ=Λ。