[发明专利]一种分布式天线布局优化设计方法及系统

权利要求书

1.一种分布式天线布局优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：定义解空间

选取要优化的参数并确定其取值范围，在多维优化空间中，设定每一维的最小值和最大值；

S2：定义适应度函数

设计选取的适应度函数如下：

其中，Θ₁为单元波束宽度的角度范围，Θ₂为其他副瓣区域，LOSS为主瓣增益损失，a₁、a₂和a₃分别是各个分量的权重系数；

S3：初始粒子群随机位置和速度

给定每个粒子的初始时刻随机位置x和速度v，初始位置是每个粒子遇到的第一个位置，即是粒子个体最优位置p_best，第一个群体最优位置g_best从个体最优中选择；

S4：逐步在解空间中寻找最优

计算当前时刻位置x的粒子适应度，与上一时刻位置时p_best和g_best粒子适应度比较，如果当前时刻位置x的粒子适应度更优，则替换p_best和g_best；

S5：更新粒子速度

每个粒子的速度根据p_best和g_best改变，根据速度更新公式向具有最优适应度的方向加速；

S6：更新粒子位置

速度计算出来后，粒子向它的下一个位置运动，速度在给定的时间段Δt内作用，更新粒子在多维空间中的坐标；

各粒子优化结束后的位置坐标即每个天线的位置。

2.根据权利要求1所述的一种分布式天线布局优化设计方法，其特征在于：在所述步骤S5中，速度更新公式如下：

v_n+1＝ω·v_n+c₁·rand·(p_best,n-x_n)+c₂·rand·(g_best,n-x_n)

其中，v_n是粒子在第n时刻的速度，x_n是粒子在第n时刻的位置；新速度v_n+1以ω为比例继承原速度，并向p_best和g_best的特定维的方向增加；c₁和c₂表示向这两个方向的引力比例系数，c₁增加会激励粒子对解空间的探索，c₂增加会向全局最优探索。

3.根据权利要求1所述的一种分布式天线布局优化设计方法，其特征在于：在所述步骤S6中，坐标更新表达式为：

x_n+1＝x_n+Δt·v_n+1。

4.根据权利要求1所述的一种分布式天线布局优化设计方法，其特征在于：在所述步骤S6中，时间段Δt取单位l。

5.一种分布式天线布局优化设计系统，采用如权利要求1～4任一项所述的优化设计方法对天线布局进行优化设计，包括：

解空间定义模块，用于选取要优化的参数并确定其取值范围，在多维优化空间中，设定每一维的最小值和最大值；

函数定义模块，用于设计选取适应度函数，设计选取的适应度函数如下：

其中，Θ₁为单元波束宽度的角度范围，Θ₂为其他副瓣区域，LOSS为主瓣增益损失，a₁、a₂和a₃分别是各个分量的权重系数；

初始化模块，用于给定每个粒子的初始时刻随机位置x和速度v；

最优寻找模块，用于计算当前时刻位置x的粒子适应度，与上一时刻位置时p_best和g_best粒子适应度比较，如果当前位置x的粒子适应度更优，则替换p_best和g_best；

速度更新模块，用于根据速度更新公式向具有最优适应度的方向加速；

位置更新模块，用于在速度计算出来后，粒子向它的下一个位置运动，速度在给定的时间段Δt内作用，更新粒子在多维空间中的坐标；

中央处理模块，用于向其他模块发出指令，完成相关动作；

所述解空间定义模块、函数定义模块、初始化模块、最优寻找模块、速度更新模块、位置更新模块均与中央处理模块电连接。