[发明专利]一种大规模天线阵列中超分辨率的高能效波束合成方法

权利要求书

1.一种大规模天线阵列中超分辨率的高能效波束合成方法，其特征在于，所述高能效波束合成方法具体包括如下步骤：

S1：通过需要覆盖区域的宽度获取得到覆盖区域的波束增益；

S2：根据所述波束增益，确定出在MMSE准则下的波束合成优化方程；

S3：所述波束合成优化方程利用凸优化方法，确定出波束合成的初始波束合成矢量，方法具体如下：

S3.1：利用凸优化方法，将非凸约束条件下的在MMSE准则下的波束合成优化方程转换为凸约束条件下的波束合成优化方程，具体为：

s.t.c.t

w^Hw≤1

其中：M＝M_hM_v，

w^H为w的共轭转置，w为波束合成矢量，为天线阵列的天线导引矢量，γ为阻带最大波动因子，A_s为阻带区域，w_i为w的第i个元素，M_h为天线阵列中水平天线的数量，M_v为天线阵列中垂直天线的数量，d_v为天线阵列中天线之间的垂直间距，d_h为天线阵列中天线之间的水平间距，θ为俯仰角，φ为方向角，λ为波长，δ为通带区域最大波动因子；

S3.2：在方位向45点、俯仰向30点的均匀角度离散条件下，根据凸约束条件下的波束合成优化方程中的天线能量约束条件，随机生成两个波束合成矢量的元素，所述天线能量约束条件，具体为：

w^Hw≤1

其中：M＝M_hM_v

w^H为w的共轭转置，w为波束合成矢量，w_i为w的第i个元素，M_h为天线阵列中水平天线的数量，M_v为天线阵列中垂直天线的数量；

S3.3：根据随机生成的两个波束合成矢量的元素，将其代入所述凸约束条件下的波束合成优化方程中，更新所述覆盖区域波束复增益的每个元素的相位，对所述随机生成的两个波束合成矢量的元素进行优化，直至所述随机生成的两个波束合成矢量的元素不再发生改变；

S3.4：将优化后的两个波束合成矢量的元素代入在MMSE准则下的波束合成优化方程中，确定出波束合成的初始波束合成矢量；

S4：根据所述覆盖区域的波束增益，引入波束的实增益和复增益，确定出在MMSE准则下的黎曼优化方程；

S5：将所述波束合成的初始波束合成矢量作为黎曼优化方程的初始解，所述黎曼优化方程利用共轭梯度算法，确定出最终的波束合成矢量。