[发明专利]动态信号发射结构及波束赋形方法

权利要求书

1.一种动态信号发射结构，采用混合波束赋形技术，其特征在于，所述结构包括射频模组和天线阵列，所述射频模组和所述天线阵列连接；

所述射频模组包括一个或多个射频链路单元，所述射频链路单元之间并联连接；

所述天线阵列包括一个或多个天线子阵列，所述天线子阵列均连接有一所述射频模组；

其中，所述混合波束赋形技术包括模拟波束赋形和数字波束赋形；

所述结构中，所述射频模组中的射频链路单元的数量值和所述天线阵列中的天线子阵列的数量值之间存在数量关系；

建立所需电磁波频段的信道模型；

根据所述信道模型中的信道矩阵，计算得到模拟波束赋形参数和数字波束赋形参数；

根据所述模拟波束赋形参数和所述数字波束赋形参数进行波束赋形；

所述模拟波束赋形的参数P_A和所述数字波束赋形的参数P_D根据右奇异值矩阵的解P_opt和公式计算得到；所述右奇异值矩阵的解P_opt为所述信道模型中的信道矩阵做奇异值分解后的所述右奇异值矩阵的前N_s列；所述公式为：

其中，为满足P_A等模限制的取值集合。

2.根据权利要求1所述的动态信号发射结构，其特征在于，所述天线子阵列包括多个天线，所述射频模组中的每个射频链路单元与相应的所述天线子阵列中的每个天线连接，所述射频模组中的每个射频链路单元与所述相应的天线子阵列中的每个天线之间均串联有一调制器。

3.根据权利要求2所述的动态信号发射结构，其特征在于，所述调制器为相移器。

4.一种波束赋形方法，其特征在于，包括：

设计天线阵列，把所述天线阵列拆分为一个或多个天线子阵列，每个所述天线子阵列均由一射频模组控制；

确定所述射频模组中的射频链路单元的数量；

建立所需电磁波频段的信道模型；

对所述信道模型中的信道矩阵做奇异值分解，得到右奇异值矩阵的解P_opt；其中，所述右奇异值矩阵的解P_opt为所述信道矩阵做奇异值分解后的所述右奇异值矩阵的前N_s列；

根据所述右奇异值矩阵的解P_opt，计算得到模拟波束赋形的参数P_A和数字波束赋形的参数P_D；

根据所述模拟波束赋形参数和所述数字波束赋形参数进行波束赋形；

根据所述右奇异值矩阵的解P_opt，计算得到模拟波束赋形的参数P_A和数字波束赋形的参数P_D的公式为：

其中，为满足P_A等模限制的取值集合。

5.根据权利要求4所述的波束赋形方法，其特征在于，根据所述右奇异值矩阵的解，基于稀疏编码算法，计算得到模拟波束赋形参数和数字波束赋形参数。

6.根据权利要求5所述的波束赋形方法，其特征在于，根据实际的传输信号、经过预编码和合并后的等效信道及合并后噪声的协方差矩阵，得到动态信号发射结构混合波束赋形的频谱效率最大化的算法。

7.根据权利要求4所述的波束赋形方法，其特征在于，所述电磁波频段的信道模型的建立基于射线追踪技术。

8.根据权利要求4所述的波束赋形方法，其特征在于，所述电磁波频段的信道模型为多用户多进多出信号模型。