[发明专利]一种面向无人机基站通信的毫米波波束生成方法

权利要求书

1.一种面向无人机基站通信的毫米波波束生成方法，其特征在于，所述波束生成方法包括：

S1：计算区域量化后波束对应的空间域；

S2：结合阵列响应，计算量化区域对应波束的理想模型；

S3：在理想波束模型的基础上，计算理想波束预编码矩阵；具体包括如下子步骤：

S31：对于平面阵列，阵列响应可以表示为：

其中，m_h＝0:M_h-1，m_v＝0:M_v-1；

S32：根据逆离散时间傅里叶变换求得理想预编码向量：

S33：考虑波束覆盖范围U_m,n，使信号速率最佳的理想波束预编矢量为：

其中，是水平和垂直域上的波束覆盖区域的中心位置，和分别是从中心位置到水平边界和垂直边界的宽度；

S4：根据计算得到的理想波束预编码矩阵，采用改进的DDL-GP算法获取适合实际系统的波束预编码方案，具体包括如下子步骤：

S41：对模拟波束控制矩阵F_RF与残差向量F_res进行初始化，其中，F_RF＝[]，

S42：建立观测矩阵κ_can：

其中floor[ ]表示向下取整，mod(·,·)表示取余操作，m＝1,2,...,M_BS；n＝1,2,...,M_BS；

S43：设置射频链的数目M_RF，当i≤M_RF时重复以下步骤S44-S411，直至iM_RF时迭代终止，转入步骤S412，其中i是迭代计数变量，每进行一次迭代，计数变量值加1；

S44：计算当前残差与观测矩阵的内积Γ：

S45：将内积进行比较，找出结果中最大值所对应的下标k：

S46：更新模拟波束控制矩阵F_RF：F_RF＝[F_RF κ_can(:,k)]；

S47：计算迭代方向d：

S48：计算当前迭代步长g：

S49：计算此时基带波束成形向量v_BB：v_BB＝[v_BB 0]+gd；

S410：计算残差向量F_res：F_res＝F_res-gF_RFd；

S411：采用下述公式将当前残差向量量化对观测向量进行更新：κ_can(:,k)＝τ(F_res)；

S412：结束迭代后，对基带波束成形向量v_BB进行归一化：

S413：根据最新的F_RF和v_BB得到最终混合波束预编码方案c＝F_RFv_BB。