一种基于大规模MIMO天线阵列的混合波束赋形算法制造技术

本发明专利技术属于移动通信技术领域，具体涉及一种基于大规模MIMO天线阵列的混合波束赋形算法，包括：设置混合波束赋形系统的参数，同时初始化模拟波束赋与数字波束赋形的矩阵；在数字波束赋形矩阵中对模拟波束赋形的矩阵进行迭代寻优，经过轮盘赌策略的选择，交叉以及变异操作后得到当次迭代最优的模拟波束赋形矩阵，将当次迭代模拟波束赋形矩阵进行固定，对数字波束赋形矩阵进行选择、交叉以及变异操作后得到当次迭代最优数字波束赋形矩阵，不断重复上述的步骤，当迭代次数达到预设值时输出当前最优解；本发明专利技术采用改进的遗传算法对模拟波束形矩阵和数字波束赋形矩阵进行处理，得到最优的混合波束赋形矩阵，提高了混合波束赋形的性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大规模MIMO天线阵列的混合波束赋形算法


[0001]本专利技术属于移动通信
，具体涉及一种基于大规模MIMO天线阵列的混合波束赋形算法。

技术介绍

[0002]现阶段地球可通信地区仅占50％左右，而北极、南极、沙漠等地区，还有一些气候条件恶劣、地形险峻复杂的山区、航母、军舰作业的海洋航路沿途以及正在受到自然灾害的地区，这些地区仍有人类活动，基本的通信显得格外重要，建立地面通信将会受到地区政策以及经济方面的限制。卫星通信具有灵活性强、适应性强，不受地理条件限制，因此发展卫星通信系统成了必要的趋势。
[0003]卫星通信主要分为静止轨道(Geostationary Earth Orbit，GEO)卫星；中轨道(Medium Earth Orbit，MEO)卫星；低轨道(Low Earth Orbit，LEO)卫星。其中LEO系统，拥有链路损耗小、通信时延短、终端更小、发射难度低，被认为是最具潜力的卫星通信系统。但是即使是在LEO通信过程中仍然面临着路径损耗、能量损耗、多径效应、雨衰以及高硬件复杂度等问题，如附图一所示。第五代本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于大规模MIMO天线阵列的混合波束赋形算法，其特征在于，该方法包括：S1：获取基站端的天线数和RF射频链路数；根据基站端的天线数构建天线阵列；S2：基站的天线阵列接收卫星发送的混合波束信号，采用RF射频链路将获取的混合波束信号输入到DBF模块中，转换为DBF矩阵；S3：采用数字模拟转换器DAC将经过DBF模块的数字信号转换为模拟信号，模拟信号通过RF射频链路传输到ABF模块中，得到ABF矩阵；S4：采用改进的遗传算法对ABF矩阵和DBF矩阵进行迭代处理，得到最优的混合波束赋形矩阵；S5：根据混合波束赋形矩阵得到混合波束赋形。2.根据权利要求1所述的一种基于大规模MIMO天线阵列的混合波束赋形算法，其特征在于，RF射频链路包括第一RF射频链路和第二RF射频链路；第一RF射频链路与基站的天线连接，用于传输天线获取的混合波束信号；第一RF射频链路的数量与基站天线数相同；第二RF射频链路分别与数字模拟转换器DAC和ABF模块连接，且基站端的天线数比第二RF射频链路数少。3.根据权利要求1所述的一种基于大规模MIMO天线阵列的混合波束赋形算法，其特征在于，DBF模块对数据进行处理的过程包括：根据第一RF射频链路的数量和发射数据流数的数量生成一组随机的DBF矩阵，DBF矩阵的每一个随机阵元为z
×
e
iθ
的复数形式，θ∈[0,2π]，z∈[1,10]；共生成M组随机的DBF矩阵；其中，z表示幅度，i表示虚数，θ表示相位角度。4.根据权利要求1所述的一种基于大规模MIMO天线阵列的混合波束赋形算法，其特征在于，ABF模块对数据进行处理的过程包括：根据第二RF射频链路的数量和发射天线的数量生成一组ABF矩阵，ABF矩阵的每一个随机阵元表示为θ的角度，θ∈[0,2π]；共生成M组随机的ABF矩阵，θ表示相位角度。5.根据权利要求1所述的一种基于大规模MIMO天线阵列的混合波束赋形算法，其特征在于，采用改进的遗传算法对ABF矩阵和DBF矩阵进行迭代处理过程中优先对模拟波束赋形部分进行迭代处理，再对数字波束赋形部分进行迭代处理，得到最优的混合波束赋形矩阵。6.根据权利要求5所述的一种基于大规模MIMO天线阵列的混合波束赋形算法，其特征在于，采用改进的遗传算法对DBF矩阵和ABF矩阵进行处理的过程包括：步骤1：确定遗传算法的交叉概率、变异概率、终止代数以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑文逸，李云，吴广富，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：