面向无人机毫米波基站的多波束优化设计

发布时间：2021-10-16 18:30

　　为了保证无人机毫米波基站多波束覆盖区域内通信容量的同时,降低硬件成本和系统复杂度,本文提出采用一种基于混合波束成形结构的波束优化设计方法。该方法首先从多波束混合成形系统结构入手,而后基于多波束总体频谱效率最大化问题分别对数字预编码器和射频移相预编码器进行设计,达到降低系统射频链数目的目标。仿真试验表明,该波束设计方法可以在获得较好波束增益的同时降低系统复杂度,从而提高无人机目标覆盖区域内用户的通信质量。 

【文章来源】：航空科学技术. 2020,31(06)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

不同量化方法对传输速率总和的影响

为了方便计算，本文考虑一个具有M个用户的下行链路，基站具有NtRF个射频链和NBS个天线，每个用户具有NrRF个射频链和NMS个天线，并假设每个用户传输q个数据流，则有Mq≤NtRF≤NBS和q≤NrRF≤NMS，图1给出了多用户场景下的混合波束成形结构。在该混合波束成形系统中，基站端首先在基带上使用大小为NtRF×Ns的数字预编码器VD将数据流数字化，然后通过NtRF个RF链将处理后的信号上变频到载波频率，最后通过矩阵大小为NBS×NtRF的RF预编码器FRF构造的模拟移相器来实现最终的发射信号，其中FRF的限制条件为|FRF(i,j)|2=1。因此，发射信号可表示为：

如图4所示，在相同分辨率的情况下，本文采用的相角量化策略获得的传输速率比直接量化方法得到的速率高，展现了该方法的有效性，这是因为直接量化方法是根据系统可实现的角度直接对得到的相角进行量化，这样会造成较大的误差，而本文的方法策略是在求解相角的过程中将所有可能的值带入优化函数，找到最优的相角。此外在这两种方法中，图4也显示了随着分辨率的提高，传输速率总和增大的结果，验证了分辨率越高传输速率越高的结论。4 结论


本文编号：3440295