[发明专利]一种分程式分布天线发射波束优化形成方法

说明书

本发明公开了一种分程式分布天线发射波束优化形成方法，主要解决了现有技术复杂度高、稳定性差、实现不便等问题。分程式分布天线发射波束优化形成方法，具体步骤如下：（1）每根发射天线对应一个发射支路，每个发射支路输入基带信号；（2）将基带信号分解为I/Q基带分量；（3）I/Q基带分量经射频调制及放大后由发射天线送出；（4）接收端反馈信息至发射端，根据反馈信息优化调整I/Q基带分量；（5）各发射支路的I/Q基带分量经过多次的迭代优化、射频调制、放大、发射、反馈调整后，使得发射的调制信号在接收端最终实现相位一致，由此形成发射波束；步骤（4）中优化调整I/Q基带分量的方法是：每一次调整只在一根发射天线上进行，调整完毕后转向下一根天线相继调整，依次不间断地循环进行。

技术领域

本发明涉及天线发射波束形成技术领域，具体的说，是涉及一种分程式分布天线发射波束优化形成方法。

背景技术

为了使得在地理位置上离散分布的发射天线所组成的虚拟天线阵列能与远处的接收机进行稳定可靠的通信，其中核心技术点是虚拟天线阵列中各发射天线的射频信号在接收端实现相位一致。

现有技术中，为实现虚拟天线阵列中各发射天线的射频信号在接收端实现相位一致的技术方案是采用反馈随机扰动方法，具体的说：首先，在分布式虚拟天线阵列的所有发射天线上加上一组射频信号的随机扰动相位值；然后，发射端的所有发射天线同时发射同一频率但相位不同的射频信号到接收端；接收端在收到信号后，反馈一位二进制信息給发射端，指示接收信号强度是增加还是减小。发射端的发射天线由此决定是否保留本次发射天线节点的随机扰动相位值，如果接收信号强度增加，则保留现有扰动相位值，并在此基础上继续再添加一组新的随机扰动相位值进行新一轮调整，再发射信号；如果接收信号强度减小，则忽略本次的扰动相位值，返回到上一轮的相位值，然后重新加一组新的随机扰动相位值开始下一轮调整，再发射信号。如此持续下去,就在接收机端实现接收到的各发射天线射频信号相位基本一致，使接收信号的强度极大的增强，即在接收端方向实现发射波束形成。

现有技术存在的缺点如下：(1)由于随机扰动相位过程需要经历反复的调整，才能使各发射天线信号在接收机端实现相位一致，其间不断丢弃无效的相位调整值，导致调整时间过长，发射波束的收敛速度较慢。(2)由于每一次随机扰动相位都在所有的发射天线上进行变动，因此处理工作量大，对处理器要求较高，增加了系统的复杂度及成本。(3)发射天线数量越多，收敛速度越慢。(4)由于随机扰动相位过程在射频信号上进行，高频元器件往往存在稳定性差，调整难度大的问题，容易导致系统性能低劣、可实现性差等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种系统复杂度低、稳定性高、波束形成收敛速度快的分程式分布天线发射波束优化形成方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种分程式分布天线发射波束优化形成方法，包括以下步骤：

(1)每根发射天线对应一个发射支路，每个发射支路输入基带信号；

(2)将基带信号分解为I/Q基带分量；

(3)I/Q基带分量经射频调制及放大后，由发射天线送出；

(4)接收端反馈信息至发射端，根据反馈信息优化调整I/Q基带分量；

(5)各发射支路的I/Q基带分量经过多次的迭代优化、射频调制、放大、发射、反馈调整后，使得发射的调制信号在接收端最终实现相位一致，由此形成发射波束；

其中，所述步骤(4)中优化调整I/Q基带分量的方法是：每一次调整只在一根发射天线上进行，调整完毕后转向下一根天线相继调整，依次不间断地循环进行。

进一步的，所述步骤(4)中采用分程式发射波束形成优化算法优化调整I/Q基带分量，该算法的具体步骤如下：