RU2002128745A - Способ улучшения зоны обслуживания интеллектуальной антенной решетки - Google Patents

Claims (19)

1. Способ улучшения зоны обслуживания интеллектуальной антенной решетки, содержит определение разницы размера и формы между зоной обслуживания интеллектуальной антенной решетки, построенной на основе инженерного расчета мобильной сети связи, и в действительности реализованной зоной обслуживания, регулирование параметров излучения антенных элементов, составляющих интеллектуальную антенную решетку способом пошаговой аппроксимации с использованием расчета минимальной среднеквадратической ошибки для приближения реально реализованной зоны обслуживания к зоне обслуживания, полученной с помощью инженерного расчета интеллектуальной антенной решетки, при условии локальной оптимизации.

2. Способ по п.1, в котором интеллектуальная антенная решетка состоит из n антенных элементов, параметр излучения представлен параметром W(n) формирования диаграммы направленности и процедура регулировки содержит А. установку точности W(n), то есть регулирование длины шага, В. установку исходных значений включая: исходное значение W₀(n) параметра W(n) формирования диаграммы направленности для антенного элемента n, исходное значение ε₀ минимального значения среднеквадратической ошибки ε, переменную подсчета для записи минимального количества регулировок, пороговое значение М окончания регулировки и максимальную амплитуду Т(n) мощности излучения для антенного элемента n, С. начало цикла для регулировки W(n), который содержит: генерирование случайного числа, определение изменения W(n) по установленной длине шага и вычисление нового значения W(n), при определении, что абсолютное значение W(n) меньше или равно T(n)^l/2, вычисление минимальной среднеквадратической ошибки ε, когда ε больше или равно ε₀, запись значения ε и увеличение переменной подсчета на 1, D. Повторение этапа С до тех пор, пока переменная подсчета не станет большей или равной пороговому значению М, затем окончание процедуры регулировки и получение результата, запись и сохранение конечного значения W(n), замена ε₀ новым значением ε.

3. Способ по п.2, в котором этап С дополнительно содержит, в случае, когда ε меньше, чем ε₀, запись и сохранение результата W(n) вычислений регулировки, проводимой в этот раз, замену ε₀ новым значением ε и повторный сброс переменной подсчета в ноль.

4. Способ по п.2, в котором длина шага регулировки фиксирована.

5. Способ по п.2, в котором длина шага регулировки изменяется, и установленные исходные значения дополнительно включают минимальную длину этапа регулировки, когда переменная подсчета больше или равна пороговому значению М, этап D дополнительно содержит определение равна ли длина шага регулировки минимальной длине шага регулировки, если нет, то уменьшение длины шага регулировки и переход на этап С.

6. Способ по п.2, в котором установка исходных значений дополнительно включает пороговое значение ε' окончания регулировки, когда переменная подсчета больше или равна пороговому значению М, этап D дополнительно содержит определение, меньше ли значение ε, чем ε', если нет, то переход на этап С.

7. Способ по п.2, в котором количество исходных значений W₀(n) связано с количеством антенных элементов, которые составляют интеллектуальную антенную решетку.

8. Способ по п.2, в котором при установлении исходного значения W₀(n) для параметра W(n), значение W_o(n) для выключенных антенных элементов интеллектуальной антенной решетки устанавливают в ноль, и значение W(n) для выключенных антенных элементов в последующих циклах регулировки не регулируется.

9. Способ по п.2, в котором минимальное среднеквадратическое значение ошибки ε вычисляют по формуле

где Р(φ_i) представляет мощность излучения антенного элемента, когда параметр формирования диаграммы направленности антенного элемента составляет W(n), и угол направления составляет φ, и параметр P(φ_i) связан с типом антенной решетки; A(φ_i) представляет уровень излучения в направлении φ на равном расстоянии и когда ожидаемая точка наблюдения имеет фазу φ для полярных координат; К количество точек отбора при использовании приближенного способа и С(i) весовой коэффициент.

10. Способ по п.2, в котором установка точности параметра W(n), поиск решения которого производится, то есть, длины шага регулировки, содержит установку шагового изменения действительной части и мнимой части комплексного числа W(n), соответственно; или установку шагового изменения амплитуды и фазы для полярных координат W(n), соответственно, при использовании шагового изменения действительной части и мнимой части комплексного числа W(n), новые значения W(n) вычисляют по формуле

где ΔI^U(n) и ΔQ^U(n) представляют длину шага регулировки действительной части I^U(n) и мнимой части Q^U(n), соответственно; L $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{U}}{\text{l}}$ , и L $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{U}}{\text{Q}}$ определяют направление регулировки действительной части I^U(n) и мнимой части Q^U(n), соответственно; их величины определяются с помощью генерируемого случайного числа,

при использовании шагового изменения амплитуды и фазы для полярных координат W(n), новое значение W(n) вычисляют по формуле

где ΔА^U(n) и Δφ^U(n) представляют длину шага регулировки амплитуды А^U(n) и фазы φ^U(n), соответственно; L $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{U}}{\text{A}}$ и L $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{U}}{\text{φ}}$ определяют направление регулировки амплитуды А^U(n) и фазы φ^U(n), соответственно, их значение определяют по генерируемому случайному числу, U представляет U-тую регулировку, и U+1 представляет следующую регулировку.

11. Способ улучшения зоны обслуживания интеллектуальной антенной решетки, содержит:

А. установку исходных значений, включая: исходное значение W₀(n) параметра W(n) формирования диаграммы направленности для антенного элемента n, составляющего интеллектуальную антенную решетку, пороговое значение М окончания регулировки; точность W(n), то есть длину шага регулировки "шага", исходное значение ε₀ минимального значения среднеквадратической ошибки ε, максимальное значение амплитуды Т(n) мощности излучения и переменную подсчета "подсчета" для записи минимального количества регулировок,

В. генерирование набора случайных чисел, определение направления изменения значения W(n), определение величины изменения значения W(n) для "шага", генерирование W(n) для U-той регулировки по формуле

W^U+1(n)=W^U(n)+ΔW^U(n),

С. сравнение W(n) и Т(n): когда абсолютное значение W(n) больше, чем T(n)^l/2, операция генерирования W(n) продолжается; когда абсолютное значение W(n) меньше или равно, чем Т (n)^1/2, производится вычисление минимальной среднеквадратической ошибки ε,

D. Сравнение значения ε и ε₀, когда ε меньше, чем ε₀, значение ε₀ устанавливают равным значению ε и производят сброс значения "подсчета" в ноль, затем продолжают операцию генерирования значения W(n); когда ε не меньше, чем ε₀, сохраняют значение ε и увеличивают "подсчет" на 1,

Е. производят сравнение "подсчета" и значения М: когда значение "подсчета" меньше, чем М, продолжают операцию генерирования W(n), когда значение "подсчета" больше или равно значению М, заканчивают регулировку, получают результат W(n), ε и производят сброс "подсчета" в ноль.

12. Способ по п.11, в котором минимальное значение среднеквадратической ошибки с вычисляют по формуле

в которой P(φ_i) представляет мощность излучения антенного элемента, когда параметр формирования диаграммы направленности антенного элемента равен W(n), и угол направления равен φ, и параметр P(φ_i) связан с типом антенной решетки; A (φ_i) представляет уровень излучения в направлении φ при равном расстоянии, и когда ожидаемая точка наблюдения имеет фазу φ для полярных координат; К - количество точек отбора, при использовании приближенного способа и С(i) - весовой коэффициент.

13. Способ по п.11, в котором установка точности W(n), поиск решения которого производится, то есть, длины шага регулировки, содержит установку шагового изменения действительной части и мнимой части комплексного числа W(n), соответственно, или установку шагового изменения амплитуды и фазы для полярных координат W(n), соответственно;

при использовании шагового изменения действительной части и мнимой части комплексного числа W(n), новые значения W(n) вычисляют по формуле

в которой ΔI^U(n) и ΔQ^U(n) представляют длину шага регулировки действительной части I^U(n) и мнимой части Q^U(n), соответственно, L $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{U}}{\text{I}}$ и L $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{U}}{\text{Q}}$ определяют направление регулировки действительной части I^U(n) и мнимой части Q^U(n), соответственно, причем их величины определяются с помощью генерируемого случайного числа;

при использовании шагового изменения амплитуды и фазы для полярных координат W(n), новое значение W(n) вычисляют по формуле

в которой ΔА^U(n) и Δφ^U(n) представляют длину шага регулировки амплитуды А^U(n) и фазы φ^U(n), соответственно; L $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{U}}{\text{A}}$ , и L $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{U}}{\text{φ}}$ определяют направление регулировки амплитуды А^U(n) и фазы φ^U(n), соответственно, причем их значение определяется по генерируемому случайному числу, значение U представляет U-тую регулировку, и U+1 представляет следующую регулировку.

14. Способ улучшения зоны обслуживания интеллектуальной антенной решетки, содержит

А. установку исходных значений включая: исходное значение W₀(n) параметра W(n) формирования диаграммы направленности для антенного элемента n, составляющего интеллектуальную антенную решетку; пороговое значение М окончания регулировки, точность W(n), то есть, длину шага регулировки "шага"; исходное значение ε₀ минимальной среднеквадратической ошибки ε, максимальное значение амплитуды Т(n) излучаемой мощности, переменную подсчета "подсчет" для записи минимального количества регулировок и минимальную длину шага регулировки min_step;

В. генерирование набора случайных чисел, определяющих направление изменения W(n)), определяющих размер изменения W(n) на основании "шага", генерирование W(n) для U-той регулировки по формуле

W^U+1(n)=W^U(n)+ΔW^U(n);

С. сравнение значения W(n) и T(n): когда абсолютное значение W(n) больше, чем T(n)^1/2, продолжают операцию генерирования W(n); когда абсолютное значение W(n) меньше или равно T(n)^l/2, вычисляют значение минимальной среднеквадратической ошибки ε;

D. сравнение ε и ε₀: когда ε меньше, чем ε₀, устанавливают значение ε₀ равным значению ε и сбрасывают "подсчет" в ноль, затем продолжают операцию генерирования W(n); когда ε не меньше, чем ε₀, сохраняют значение ε и увеличивают "подсчет" на 1;

Е. сравнение значения "подсчета" и значения М: когда значение "подсчета" меньше, чем М, продолжают операцию генерирования W(n); когда значение "подсчета" больше или равно значению М, переходят на этап F;

F. определение равно ли значение "шага" значению min_step: когда значение "шага" не равно значению min_step, уменьшают значение "шага" и продолжают операцию генерирования W(n); когда значение "шага" равно значению min_step, заканчивают регулировку, получают результат W(n), ε и производят сброс "подсчета" в ноль.

15. Способ по п.14, в котором минимальную среднеквадратическую ошибку ε вычисляют по формуле

в которой Р(φ_i) представляет мощность излучения антенного элемента, когда параметр формирования диаграммы направленности антенного элемента равен W(n), и угол направления равен φ, и параметр Р(φ_i) связан с типом антенной решетки; A (φi) представляет уровень излучения в направлении φ при равном расстоянии, и когда ожидаемая точка наблюдения имеет фазу φ для полярных координат; К - количество точек отбора, при использовании приближенного способа и C(i) - весовой коэффициент.

16. Способ по п.14, в котором установка точности W(n), поиск решения которого производится, то есть, длины шага регулировки, содержит установку шагового изменения действительной части и мнимой части комплексного числа W(n), соответственно; или установку шагового изменения амплитуды и фазы для полярных координат W(n), соответственно;

при использовании шагового изменения действительной части и мнимой части комплексного числа W(n), новое значение W(n) вычисляют по формуле

в которой ΔI^U(n) и ΔQ^U(n) представляют длину шага регулировки действительной части I^U(n) и мнимой части Q^U(n), соответственно; L $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{U}}{\text{l}}$ , и L $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{U}}{\text{Q}}$ определяют направление регулировки действительной части I^U(n) и мнимой части Q^U(n), соответственно; причем их величины определяются с помощью генерируемого случайного числа;

при использовании шагового изменения амплитуды и фазы для полярных координат W(n), новое значение W(n) вычисляют по формуле

в которой ΔА^U(n) и Δφ^U(n) представляют длину шага регулировки амплитуды А^U(n) и фазы φ^U(n), соответственно;

L $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{U}}{\text{A}}$ , и L $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{U}}{\text{φ}}$ определяют направление регулировки амплитуды А^U(n) и фазы φ^U(n), соответственно, причем их значение определяется по генерируемому случайному числу;

значение U представляет U-ю регулировку, и U+1 представляет следующую регулировку.

17. Способ улучшения зоны обслуживания интеллектуальной антенной решетки, содержит

А. установку исходных значений включая: исходное значение W₀(n) параметра W(n) формирования диаграммы направленности для антенного элемента n составляющего интеллектуальную антенную решетку; пороговое значение М окончания регулировки; точность W(n), то есть длину шага регулировки "шага"; исходное значение ε₀ минимальной среднеквадратической ошибки ε, максимальное значение амплитуды Т(n) мощности излучения, переменную подсчета "подсчета" для записи минимального количества регулировок, пороговое значение ε' окончания регулировки минимального значения среднеквадратической ошибки ε и минимальную длину этапа регулировки min_step;

В. генерирование набора случайных чисел, определяющих направление изменения W(n), определение размера изменения W(n) по "шагу", генерирование W(n) для U-й регулировки по формуле

W^U+1(n)=W^U(n)+ΔW^U(n);

С. сравнение W(n) и Т(n): когда абсолютное значение W(n) больше, чем Т(n), продолжают операцию генерирования W(n); когда абсолютное значение W(n) меньше или равно Т(n)^1/2 производят вычисление минимальной среднеквадратической ошибки ε;

D. сравнение значения ε и ε', когда ε меньше, чем ε' производится окончание регулировки, получают результат W(n), ε и производят сброс "подсчета" в ноль; когда ε не меньше чем ε', переходят на этап Е;

Е. сравнение значения ε и ε₀, когда ε меньше, чем ε₀, устанавливают значение ε₀, равное значению ε и производят сброс "подсчета" в ноль, затем продолжают операцию генерирования W(n), когда ε не меньше, чем ε₀, сохраняют значение ε и увеличивают значение "подсчета" на 1;

F. сравнение значения "подсчета" и М: когда значение "подсчета" меньше, чем М, продолжают операцию генерирования W(n); когда значение "подсчета" больше или равно значению М, переходят на этап G;

G. определение, равно ли значение "шага" величине min step: когда значение "шага" не равно значению min_step, уменьшают значение "шага" и продолжают операцию генерирования W(n); когда значение "шага" равно значению min_step, заканчивают регулировку, получают результат W(n), ε и производят сброс значения "подсчет" в ноль.

18. Способ по п.17, в котором минимальную среднеквадратическую ошибку ε вычисляют по формуле

в которой Р(φ_i) представляет мощность излучения антенного элемента, когда параметр формирования диаграммы направленности антенного элемента равен W(n), и угол направления равен φ, и параметр P(φ_i) связан с типом антенной решетки; A(φ_i) представляет уровень излучения в направлении φ при равном расстоянии, и когда ожидаемая точка наблюдения имеет фазу φ для полярных координат; К - количество точек отбора, при использовании приближенного способа и C(i) - весовой коэффициент.

19. Способ по п.17, в котором установка точности W(n), поиск решения которого производится, то есть, длины шага регулировки, содержит установку шагового изменения действительной части и мнимой части комплексного числа W(n), соответственно; или установку шагового изменения амплитуды и фазы для полярных координат W(n), соответственно;

при использовании шагового изменения действительной части и мнимой части комплексного числа W(n), новое значение W(n) вычисляют по формуле

в которой ΔI^U(n) и ΔQ^U(n) представляют длину шага регулировки действительной части I^U(n) и мнимой части Q^U(n), соответственно; L $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{U}}{\text{l}}$ , и L $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{U}}{\text{Q}}$ определяют направление регулировки действительной части I^U(n) и мнимой части Q^U(n), соответственно; причем их величины определяются с помощью генерируемого случайного числа;

при использовании шагового изменения амплитуды и фазы для полярных координат W(n), новое значение W(n) вычисляют по формуле

в которой ΔА^U(n) и Δφ^U(n) представляют длину шага регулировки амплитуды А^U(n) и фазы φ^U(n), соответственно;

L $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{U}}{\text{A}}$ и L $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{U}}{\text{φ}}$ определяют направление регулировки амплитуды A^U(n) и фазы φ^U(n), соответственно, причем их значение определяется по генерируемому случайному числу;

значение U представляет U-тую регулировку, и U+1 представляет следующую регулировку.