[发明专利]一种基于波束成形的动态方向调制方法

摘要

本发明属于通信技术中的阵列信号处理领域，具体的说是涉及一种基于波束成形的动态方向调制方法。本发明的方法通过算法对天线进行一次综合求出一组天线权值，在不同的符号周期内天线权值不需要重新计算，只需要将天线权值数据随机变化顺序，然后选取其中一组天线权值进行综合，这样实现了低复杂度的动态方向调制。使用方向调制的方法进行阵元权值的更新来实现代替基带调制。本发明提出的算法可以在降低复杂度的情况下实现动态方向调制的安全性。

主权项

一种基于波束成形的动态方向调制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立波束成形的天线远场模型如下公式1：其中，θ是信号入射角，法线设定为90°，N为阵列天线数，An为第n个星座点幅值，Dm为发送的第m个符号的调制数据，Gn为第n个星座点的复增益；S2、将将调制星座图分为幅度AMP和相位PHASE两部分，即单个星座点值为AMP(x)ejPHASE(x)，其中x为第x个星座点，AMP为针对最外围幅度进行归一化后的幅度；S3、利用阵列天线数N，设定目标星座图，最外围星图点幅度N1，其中0<N1≤N，设定各个星座点在天线远场辐射目标值为N1*AMP(x)ejPHASE(x)；S4、合成期望目标星座点，具体方法为：S41、建立利用相控阵天线权值合成星座点的模型如下公式2所示：其中，中的φi为通过遗传算法或者粒子群算法进行求全局求解后获得的数值，使其和等于期望星座点N1*AMP(x)ejPHASE(x)；S42、利用非数值算法综合星座图，设定目标函数为第x个星座点AMP(x)ejPHASE(x)，通过多次迭代进行求解最优值的x组N个S5、假设已知安全接收方向θ，通过传统波束成形算法获得N个天线阵元的权值S6、在静态方向调制系统中：将步骤S4和步骤S5结合获得优化天线阵元权值作为新的发射天线阵元权值；在动态方向调制系统中：将N个天线阵元的权值进行顺序随机打乱，形成一定数量的N个天线阵元的权值组，再分别与阵因子相乘，得到不同的优化的最终天线阵元权值；S7、将基带调制信号进行分类，按照不同的符号对应不同的天线阵元组进行映射，其中不同的符号周期，采用不同的天线阵元顺序；在进行信号发射中，通过不同符号的映射每发射一个符号映射一次相应的天线权值，形成在期望方向上动态方向调制。