申请/专利权人：西南交通大学

申请日：2024-04-28

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN118101003B

主分类号：H04B7/0452

分类号：H04B7/0452;H04B7/0456;H04B7/06;H04B7/08;H04B17/391

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2024.06.14#实质审查的生效;2024.05.28#公开

摘要：本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种有限口径约束下MIMO异构阵列天线设计方法。在有限天面口径约束下，本发明通过构造阵列中各个单元的异构波束指向降低信道的相关性，在多用户通信中，频谱效率显著提升。在设计过程中，首先以MIMO信道相关性为优化目标优化异构阵列排布，得到最优的阵列拓扑结构后，再以频谱效率最大化为目标设计预编码和解码矢量。本发明最大的创新性在于，在有限空间和射频链数量的情况下，异构阵列架构通过提升不同单元间的波束差异性提高MIMO信道容量，最终实现频谱效率的提高。

主权项：1.一种有限口径约束下MIMO异构阵列天线设计方法，定义在多用户的MIMO通信系统中，基站配置有由多个天线单元组成的面阵，多个用户为单天线用户，并且基站和用户间的信道环境已知，特征在于，通过对天线单元的波束进行设定，使得不同的天线单元的波束指向不同从而得到多个设计好的异构天线单元，利用设计好的异构天线单元构建异构阵列天线，并且所构建的异构阵列天线的排布方式满足信道相关性最小化和广域覆盖约束；建立信道相关性最小化和广域覆盖约束的模型为： ，其中为第s次随机生成的信道相关性矩阵，共生成S次，和分别代表信道相关性矩阵的第行和第列，信道相关性矩阵为维，为平面异构阵列天线单元数目，，为阵列垂直维的单元数目，为阵列水平维的单元数目，，，为一个二进制变量，当时代表阵列中的第个天线单元采用第个异构天线单元结构，共有个异构天线单元，前个单元波束由+Y向-X方向偏移，且偏移角依次递减，后个单元波束由+Y向+X方向偏移，且偏移方向依次递增，当时则代表第个异构天线单元结构没有选择，代表异构阵列中的天线单元位置，，，为异构阵列扫描到时的远场辐射功率，为所需的参考辐射功率，为第个采样角，，为总采样数；前三个约束条件主要为异构单元排布时的约束，最后一个约束条件为限制异构阵列的各个扫描角的远场辐射功率；所述信道相关性最小化和广域覆盖约束的模型为混合整数二次规划问题，通过商业求解器求解模型得到异构阵列天线的排布方式。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西南交通大学 一种有限口径约束下MIMO异构阵列天线设计方法

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