1.一种面向高速移动用户的频控阵基站协作传输方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、随机初始化K个基站搭载的频控阵频率与基站激活参数 并令i=1,k=1,m=1,其中,m为第m个天线,i为迭代次数,K为基站数量,fk为第k个基站的M个天线各自频率组成的M行1列向量,bk为第k个基站激活状态的控制参数,且bk≥0,M为一个基站的天线数量;
S2、根据频控阵在ts时刻的波束增益,计算得到波束增益中与第k个基站第m个天线的有关项cos[2π(fk,mτk,m,s‑fl,nτl,n,s)]的导数 并判断所述导数是否不等于零,若是,则进入步骤S3,否则,进入步骤S4,其中,fk,m为第k个基站的m个天线的频率,τk,m,s为第k个基站第m个天线的发射波束到目标的时刻,fl,n为第l个基站第n个天线的频率,τl,n,s为第l个基站的第n个天线的发射波束到目标的时刻,为波束增益中与第k个基站第m个天线的有关项cos[2π(fk,mτk,m,s‑fl,nτl,n,s)]的导数, 为第k个基站的m个天线第i‑1次迭代的频率, 为第l个基站第n个天线第i‑
1次迭代的频率,l,k=1,...,K;n,m=1,...,M;(l,n)≠(k,m);
所述步骤S2中导数 的表达式如下:
其中,d为均匀线阵天线之间的间距,2πfk,mτk,m,s为第k个基站的第m个阵元发射的信号到达目标位置处的相位, 为第k个基站的m个天线第i‑1次迭代的频率, 为第l个基站第n个天线第i‑1次迭代的频率,τl,n,s为第l个基站的第n个天线的发射波束到目标的时刻,ts为信号发射时刻,c为光速,(rk,s,θk,s)为用户在ts时刻相对于第k个基站的位置,2πτk,m,s为第k个基站的第m个阵元发射的信号到达目标位置处的相位项2πfk,mτk,m,s中fk,m的系数,τk,m,s为第k个基站第m个天线的发射波束到目标的时刻;
S3、针对所述导数 不等于零时,分别计算得到波束增益中与第k个基站第m个天线的频率有关项cos[2π(fk,mτk,m,s‑fl,nτl,n,s)]近似的参数αk,l,m,n,s、βk,l,m,n,s和ρk,l,m,n,s;
所述步骤S3中参数αk,l,m,n,s、βk,l,m,n,s和ρk,l,m,n,s的表达式如下:其中,αk,l,m,n,s、βk,l,m,n,s和ρk,l,m,n,s为对波束增益中与第k个基站第m个天线的频率有关项cos[2π(fk,mτk,m,s‑fl,nτl,n,s)]进行近似的参数,τk,m,s为第k个基站第m个天线的发射波束到目标的时刻, 为第k个基站第m个天线在第i‑1迭代时的频率, 为第l个基站第n个天线第i‑1次迭代的频率,τl,n,s为第l个基站的第n个天线的发射波束到目标的时刻,为波束增益中与频控阵频率有关项cos[2π(fk,mτk,m,s‑fl,nτl,n,s)]对fk,m的导数, 为第k个基站的m个天线第i‑1次迭代的频率, 表示向上取整, 表示向下取整,ts为信号发射时刻,c为光速,d为均匀线阵天线之间的间距,rk,s为第k个基站在ts 时刻与目标点的距离,θk,s为第k个基站在ts 时刻与目标点之间的角度;
S4、针对所述导数 等于零时,分别计算得到波束增益中与第k个基站第m个天线的频率有关项cos[2π(fk,mτk,m,s‑fl,nτl,n,s)]近似的参数αk,l,m,n,s、βk,l,m,n,s和ρk,l,m,n,s;
所述步骤S4中参数αk,l,m,n,s、βk,l,m,n,s和ρk,l,m,n,s的表达式如下:其中,αk,l,m,n,s、βk,l,m,n,s和ρk,l,m,n,s为对波束增益中与第k个基站第m个天线的频率有关项cos[2π(fk,mτk,m,s‑fl,nτl,n,s)]进行近似的参数, 为第k个基站第m个天线在第i‑1迭代时的频率,τl,n,s为表示第l个基站的第n个天线的发射波束到目标的时刻,ts为信号发射时刻,c为光速, 为第l个基站第n个天线第i‑1次迭代的频率,τk,m,s为第k个基站第m个天线的发射波束到目标的时刻,d为均匀线阵天线之间的间距,rk,s为第k个基站在ts 时刻与目标点的距离,θk,s为第k个基站在ts 时刻与目标点之间的角度;
S5、根据步骤S3或步骤S4得到的参数αk,l,m,n,s、βk,l,m,n,s和ρk,l,m,n,s,计算得到第k个基站的m个天线第i次迭代的频率 并令 其中, 代表所有,即把所有第i‑1次迭代频率 赋值给第i次迭代的频率 l,n与k,m完全相等时除外,其中, 代表所有,即把所有l=1,…,K的第i‑1次基站激活状态赋值给第i次迭代时的基站激活状态,其中, 为第l个基站第n个天线第i次迭代的频率, 为第l个基站第i次迭代的激活状态控制参数;
S6、判断所述 中的计数值m是否大于M,若是,则进入步骤S7,否则,令计数值m加1,并返回步骤S2,其中,m为第m个天线,M为一个基站的天线数量;
S7、计算得到第k个基站第i次迭代的激活状态控制参数 并令代表所有,即把所有第i‑1次迭代频率 赋值给第i次迭代的频率 态,其中, 代表所有,即把所有l=1,…,K的第i‑1次基站激活状态赋值给第i次迭代时的基站激活状态,l与k完全相等时除外, 为第l个基站第n个天线第i次迭代的频率, 为第l个基站第i次迭代的激活状态控制参数;
S8、判断所述激活状态控制参数 中的计数值k是否大于K,若是,则进入步骤S9,否则,令计数值k加1,m=1,并返回步骤S2,m为第m个天线,k为第k个基站,K为基站数量;
S9、判断是否满足终止条件,若是,则输出基站激活参数 结束运行,完成频控阵基站的协作传输,否则,令迭代次数i加1,k=1,m=1,并返回步骤S2。
2.根据权利要求1所述的面向高速移动用户的频控阵基站协作传输方法,其特征在于,所述步骤S5中 的表达式如下:
其中, 为第k个基站第m个天线第i次迭代的频率,M为一个基站的天线数量,K为基站数量,S为将一段服务时间划分为S个时隙, 为将第k个基站的二元基站激活控制因子I(bk)第i‑1次迭代连续化后的激活基站控制因子,a(rk,s)为第k个基站在ts 时刻的信号衰减因子, 为第l个基站第i‑1次迭代的连续化激活基站控制因子,a(rl,s)第l个基站在ts时刻的信号衰减因子, 表示[·]的取值范围为[f0‑ΔF,f0+ΔF],f0为频控阵载波频率,[‑ΔF,ΔF]为频控阵频率偏移取值上下界,γ为连续化后的激活基站控制因子中的参数,bk为第k个基站激活状态的控制参数。
3.根据权利要求1所述的面向高速移动用户的频控阵基站协作传输方法,其特征在于,所述步骤S7中激活状态控制参数 的表达式如下:其中,λ为平衡基站维护成本与服务质量权重因子,γ为连续化后的激活基站控制因子中的参数, 第k个基站第i‑1次迭代的激活状态控制参数,S为将一段服务时间划分为S个时隙,M为一个基站的天线数量,K为基站数量,a(rk,s)为第k个基站在ts 时刻的信号衰减因子, 为第l个基站的连续化激活基站控制因子, 为第k个基站的第m个阵元在第i‑1迭代时发射的信号到达目标位置处的相位, 为第l个基站第n个天线在第i‑1迭代时的频率,τl,n,s为第l个基站的第n个天线的发射波束到目标的时刻,a(rl,s)第l个基站在ts时刻的信号衰减因子, 为第l个基站第i次迭代的激活状态控制参数,Qk表示 该项与第k个基站的激活基站控制因子 相关部分的常数部分, 为
该项与第k个基站的激活基站控制因子 相关部分的常数部分表示,μ为拉格朗日乘数。