[发明专利]基于累加正反馈变步长的最佳中继位置搜寻方法与系统有效

专利信息
申请号: 201510898305.3 申请日: 2015-12-08
公开(公告)号: CN105553537B 公开(公告)日: 2018-09-07
发明(设计)人: 谢宁;陈敬坤;王晖;林晓辉 申请(专利权)人: 深圳大学
主分类号: H04B7/185 分类号: H04B7/185
代理公司: 深圳市恒申知识产权事务所(普通合伙) 44312 代理人: 王利彬
地址: 518060 广东*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 基于 累加 正反馈 步长 最佳 中继 位置 搜寻 方法 系统
【说明书】:

发明适用于无线通信,提供了一种单个移动中继最佳通信位置的搜寻方法,步骤包括:A,移动中继在固定轨道的任意起始位置上,初始化其位置信息并记录初始位置信息,然后接收来自源端发射的训练序列,放大后转发给目的端;B,目的端根据接收到的经放大后的训练序列计算所接收信号的性能,并根据计算结果反馈单比特信息给所述移动中继;C,移动中继根据反馈的单比特信息计算下一时刻位置并移动到下一时刻位置,并返回步骤A,直至最后确定最佳中继位置。本发明可提高中继通信的性能,且无需获得源端和目的端的位置信息,无需多天线,移动中继只利用目的端反馈的单比特信息就能在给定运动轨迹范围内找到最佳的中继通信位置。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域,尤其涉及一种基于累加正反馈变步长的最佳中继位置搜寻方法与系统。

背景技术

通信中继用来转发不同的节点之间发出的信息,扩大了通信范围,提高了通信系统的性能。陆地无线电通信很容易被障碍物遮挡和屏蔽,飞机、卫星及无人机(UnmannedAerial Vehicles,UAVs)可以充当通信中继,因为机载中继可以在崎岖的山区或市区有效地为需要相互通信的双方建立起连接。近些年来,使用无人机作为通信中继的问题已吸引不少学者的关注和研究,同时其应用也十分广泛。

现有的应用于无人机中继位置搜寻的算法主要有:利用GPS测量地面通信单元(源端S、目的端D)的位置信息并被无人机利用去搜寻最佳中继位置,基于扰动的极值搜索控制(Extremum Seeking Control,ESC)算法,基于多机载天线的算法。现有的无人机中继位置搜寻算法,在各自的基础上都可以使无人机找到最佳的中继位置,但是这些算法的适用范围也存在一定的不足和缺陷,主要体现在:(1)需要源端和目的端都具有GPS功能以提供各自的位置信息给移动中继,而在很多特殊情况下通信双方没有GPS功能或者GPS设备已损坏,如自然灾害导致GPS设备损坏,(2)使用机载多天线对信号到达角(Direction OfArrival,DOA)进行估计来搜寻最佳中继位置,容易出现估计误差,且增加了无人机通信设备的复杂度和算法复杂度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于累加正反馈变步长的最佳中继位置搜寻方法与系统,旨在提高中继通信的性能,且无需获得源端和目的端的位置信息,无需多天线,移动中继只利用目的端反馈的单比特信息就能在给定运动轨迹范围内找到最佳的中继通信位置。

本发明是这样实现的,一种基于累加正反馈变步长的最佳中继位置搜寻方法,步骤包括:

步骤A,移动中继在固定轨道的任意起始位置上,初始化其位置信息并记录初始位置信息,然后接收来自源端发射的训练序列,放大后转发给目的端;

步骤B,目的端根据接收到的经放大后的训练序列计算所接收信号的性能,并根据计算结果反馈单比特信息给所述移动中继;所述单比特信息包含接收信号性能是否提高的信息;

步骤C,移动中继根据反馈的单比特信息计算下一时刻位置并移动到下一时刻位置,并返回步骤A,直至最后确定最佳中继位置。

进一步地,在步骤A中,所述固定轨道为圆形轨道。

进一步地,所述步骤C中,所述移动中继在固定的轨道上进行位置移动,根据所述单比特信息计算随机扰动步长、修正因子,同时引入累积正反馈计数器、连续负反馈计数器和阈值修正机制,然后所述移动中继根据计算结果变换运动步长和方向进行位置移动,并返回步骤A。

进一步地,所述步骤C具体包括:

步骤C1,所述移动中继记录其已知最佳位置,所述已知最佳位置用θ(n)表示,n表示第n个时隙;

步骤C2,所述移动中继根据所述单比特信息在每个迭代时隙变换运动步长,变换后的运动步长包括随机扰动步长和修正因子;

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