申请/专利权人：电子科技大学

申请日：2022-09-30

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN115604068B

主分类号：H04L27/36

分类号：H04L27/36;G06F17/12;G06F17/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2023.02.07#实质审查的生效;2023.01.13#公开

摘要：本发明公开了一种基于双共轭梯度法的频控阵多波束方向调制方法，属于天线技术领域。本发明方法首先根据FDA发射机与接收机结构，基于人工噪声辅助的方向调制方法建立信号传输模型；然后将矩阵的伪逆计算问题转化成线性方程组的求解问题；最后通过双共轭梯度法对线性方程组迭代求解，实现对频控阵多波束的方向调制，从而大大降低了计算复杂度。

主权项：1.一种基于双共轭梯度法的频控阵多波束方向调制方法，包括以下步骤：S1:根据FDA发射机与接收机结构，基于人工噪声辅助的方向调制方法建立信号传输模型；S2:将矩阵的伪逆计算问题转化成线性方程组的求解问题；S3:通过双共轭梯度法对线性方程组迭代求解，实现对频控阵多波束的方向调制；各步骤具体处理流程如下：S1:根据FDA发射机与接收机结构，基于人工噪声辅助的方向调制方法建立信号传输模型，其阵列加权矢量形式为： 其中，Ps表示总的发射功率，P1表示归一化矩阵，P2表示正交矩阵，β1表示信号的功率分配因子，β2表示人工噪声的功率分配因子，且满足表示人工噪声归一化因子，tr·表示矩阵的迹，z表示人工噪声矢量，且满足IN表示N阶单位矩阵，s＝[s1,s2,...,sK]T表示发送给K个用户的保密信息，s1,s2,...,sK分别表示发送给第1,2,...,K个用户的保密信息；为了在目标用户处收到正确的信号，则矩阵P1与矩阵P2满足：HHΘd,RdP1＝IK2HHΘd,RdP2＝03其中·H表示矩阵的共轭转置，HΘd,Rd表示K个用户的导向矢量矩阵，IK表示K阶单位矩阵；由式2与式3可得：P1＝HHΘd,Rd+4P2＝IN-HHΘd,Rd+HHΘd,Rd5其中·+表示矩阵的伪逆，即：HHΘd,Rd+＝HΘd,Rd[HHΘd,RdHΘd,Rd]-16其中·-1表示矩阵的逆；S2:将矩阵的伪逆计算问题转化成线性方程组的求解问题；由于HHΘd,Rd+＝H+Θd,RdH，则将式6转化为：H+Θd,Rd＝HHΘd,RdHΘd,Rd-1HΘd,RdH7令gt、qt分别表示H+Θd,Rd与HHΘd,Rd的第t列数据，1≤t≤N，则计算gt＝HHΘd,RdHΘd,Rd-1qt，等价于求解方程组：HΘd,RdHHΘd,Rdgt＝qt8S3:通过双共轭梯度法对线性方程组迭代求解；令A＝HHΘd,RdHΘd,Rd，x＝gt，b＝qt，则式8转化为Ax＝b；双共轭梯度法的计算过程如下：step1:取x的初始值x0，x0取零向量或者单位向量，容差δ满足δ≤10-6，最大迭代次数W满足1≤W≤50；step2:令r0＝b-Ax0，取p0＝r0，其中r0、p0、均为中间变量；step3:计算： xi+1＝xi+αipi，ri+1＝ri-αiApi， pi+1＝ri+1+βipi，其中，A*表示A的共轭矩阵，表示ri的共轭向量，和分别表示αi与βi的共轭复数，·，·）表示复内积，αi、βi、ri、pi、均为中间变量，下标i＝0,1,2,...表示迭代次数；step4:如果||ri||||b||＜δ或者i＝W，则输出xi作为H+Θd,Rd的第t列数据，结束；否则令i＝i+1，转step3；其中||·||表示向量的二范数；通过N次迭代计算求得H+Θd,Rd，最后对H+Θd,Rd共轭转置，计算得到HHΘd,Rd+。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 电子科技大学 基于双共轭梯度法的频控阵多波束方向调制方法

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