【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种分布式集群通信基站天线动态调整方法，属于无线通信。
技术介绍
1、随着现代无线通信技术的迅猛发展，无线通信网络在军事、民用等多个领域扮演着越来越重要的角色。在复杂条件的应用场景下，点对多、多对多的分布式集群通信得到了广泛的实践。分布式集群通信能够覆盖更广泛的区域，同时提升通信容量，以完成广域多实体协作。目前分布式通信的效能受制于集群节点的数量，当集群节点的数量过多时，整个通信体系由于链路数量增加导致抗干扰能力减弱，同时需要更强的辐射功率和更大的平台支撑以保持通信效果，无法满足更多节点的纳入和更广泛区域的通信需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种分布式集群通信基站天线动态调整方法，能够捕获目标信号源的位置和运动状态，实现基站天线动态调整，以提高分布式集群通信的能效。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种分布式集群通信基站天线动态调整方法，包括：
4、获取目标信号源的位置和运动状态；
5、根据目标信号源的位置和运动状态，调整各基站的天线方向，使各基站的天线方向正对目标信号源；
6、其中，获取目标信号源的位置包括：
7、对各基站进行筛选，获取优质基站；
8、以各优质基站中任意一个优质基站为主站，其他优质基站为子站，获取主站的位置和各子站的位置，以及各子站相对于主站的信号接收时延差；
9、根据主站的位置和各子站的位置
10、获取目标信号源的运动状态包括：
11、连续获取目标信号源的位置；
12、根据连续获取的目标信号源的位置，获取目标信号源的运动状态。
13、结合第一方面，进一步的，对各基站进行筛选，获取优质基站包括：
14、获取各基站的接收信号的频率偏移、信噪比和衰落幅度；
15、根据各基站的接收信号的频率偏移、信噪比和衰落幅度，筛选出接收信号符合预设质量标准的基站作为优质基站；
16、其中，预设质量标准为频率偏移小于预设频率偏移阈值、信噪比大于预设信噪比阈值且衰落幅度小于预设衰落幅度阈值。
17、结合第一方面，进一步的，获取各基站的接收信号的频率偏移、信噪比和衰落幅度包括：
18、对各基站的接收信号进行快速傅里叶变换，获取各基站的接收信号的频率偏移；
19、对各基站的接收信号进行信噪比计算，获取各基站的接收信号的信噪比；
20、对各基站的接收信号进行包络提取，获取各基站的接收信号的衰落幅度。
21、结合第一方面，进一步的，获取各子站相对于主站的信号接收时延差包括：
22、获取主站的接收信号与各子站的接收信号的互相关函数；
23、根据主站的接收信号与各子站的接收信号的互相关函数，计算各子站相对于主站的信号接收时延差；
24、其中，主站的接收信号与各子站的接收信号的互相关函数为：
25、；
26、其中，表示主站在时刻的接收信号，表示第个子站在时刻的接收信号，表示与的互相关函数，表示与等效的自相关函数，，表示时的取值，表示的自变量，表示第个子站相对于主站的信号接收时延差，表示优质基站总数；
27、各子站相对于主站的信号接收时延差的计算公式为：
28、。
29、结合第一方面，进一步的，根据主站的位置和各子站的位置，以及各子站相对于主站的信号接收时延差，获取目标信号源的位置包括：
30、根据主站的位置和各子站的位置，构建各子站相对于主站与目标信号源的信号传输距离差的表达式；
31、将各子站相对于主站与目标信号源的信号传输距离差的表达式在目标信号源的初始位置处进行泰勒展开，获取泰勒展开式；
32、将泰勒展开式转换为矩阵式；
33、根据各子站相对于主站的信号接收时延差，计算各子站相对于主站与目标信号源的信号传输距离差；
34、根据各子站相对于主站与目标信号源的信号传输距离差，对矩阵式进行求解，获取目标信号源的位置；
35、其中，各子站相对于主站与目标信号源的信号传输距离差的表达式为：
36、；
37、其中，表示第个子站相对于主站与目标信号源的信号传输距离差，表示目标信号源的位置坐标，表示主站的位置坐标，表示第个子站的位置坐标，表示优质基站总数；
38、泰勒展开式为：
39、；
40、其中，表示主站与目标信号源的信号传输距离，表示第个子站与目标信号源的信号传输距离，表示目标信号源的初始位置坐标，表示第个子站所对应的测量值误差，服从高斯分布；
41、矩阵式为：
42、；
43、其中，、…、表示第2、…、个子站相对于主站与目标信号源的信号传输距离差，、…、表示第2、…、个子站与目标信号源的信号传输距离，、…、表示第2、…、个子站的位置坐标，、…、表示第2、…、个子站所对应的测量值误差，、…、服从高斯分布；
44、各子站相对于主站与目标信号源的信号传输距离差的计算公式为：
45、；
46、其中，表示第个子站相对于主站的信号接收时延差，表示电磁波在真空中的传播速度，表示第个子站所对应的时差测量误差，服从高斯分布。
47、结合第一方面，进一步的，根据各子站相对于主站与目标信号源的信号传输距离差，对矩阵式进行求解，获取目标信号源的位置包括：
48、根据各子站相对于主站与目标信号源的信号传输距离差，对矩阵式进行求解，获取矩阵式的解；
49、对矩阵式的解进行判定，若矩阵式的解满足判定条件，则将矩阵式的解作为目标信号源的位置，否则，令，，，对矩阵式进行重复求解，直至矩阵式的解满足判定条件为止；
50、其中，判定条件为：
51、；
52、其中，表示预设判定阈值。
53、结合第一方面，进一步的，目标信号源的运动状态包括目标信号源的矢量速度和目标信号源的矢量加速度，根据连续获取的目标信号源的位置，获取目标信号源的运动状态包括：
54、根据连续获取的目标信号源的位置，获取目标信号源的矢量速度；
55、连续获取目标信号源的矢量速度；
56、根据连续获取的目标信号源的矢量速度，获取目标信号源的矢量加速度；
57、其中，目标信号源的矢量速度的计算公式为：
58、；
59、其中，、、表示目标信号源的矢量速度在轴、轴、轴的分量，、表示、时刻获取的目标信号源的位置坐标，表示时刻与时刻的时间差；
60、目标信号源的矢量加速度的计算公式为：
61、；
62、其中，、、表示目标信号源的矢量加速度在轴、轴、轴的分量，、、表示时刻获取本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分布式集群通信基站天线动态调整方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的分布式集群通信基站天线动态调整方法，其特征在于，对各基站进行筛选，获取优质基站包括：
3.根据权利要求2所述的分布式集群通信基站天线动态调整方法，其特征在于，获取各基站的接收信号的频率偏移、信噪比和衰落幅度包括：
4.根据权利要求1所述的分布式集群通信基站天线动态调整方法，其特征在于，获取各子站相对于主站的信号接收时延差包括：
5.根据权利要求1所述的分布式集群通信基站天线动态调整方法，其特征在于，根据主站的位置和各子站的位置，以及各子站相对于主站的信号接收时延差，获取目标信号源的位置包括：
6.根据权利要求5所述的分布式集群通信基站天线动态调整方法，其特征在于，根据各子站相对于主站与目标信号源的信号传输距离差，对矩阵式进行求解，获取目标信号源的位置包括：
7.根据权利要求1所述的分布式集群通信基站天线动态调整方法，其特征在于，目标信号源的运动状态包括目标信号源的矢量速度和目标信号源的矢量加速度，根据连续获取的目标信号源的
8.一种分布式集群通信基站天线动态调整装置，其特征在于，包括：
9.一种计算机系统，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~7任一项所述分布式集群通信基站天线动态调整方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种分布式集群通信基站天线动态调整方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的分布式集群通信基站天线动态调整方法，其特征在于，对各基站进行筛选，获取优质基站包括：
3.根据权利要求2所述的分布式集群通信基站天线动态调整方法，其特征在于，获取各基站的接收信号的频率偏移、信噪比和衰落幅度包括：
4.根据权利要求1所述的分布式集群通信基站天线动态调整方法，其特征在于，获取各子站相对于主站的信号接收时延差包括：
5.根据权利要求1所述的分布式集群通信基站天线动态调整方法，其特征在于，根据主站的位置和各子站的位置，以及各子站相对于主站的信号接收时延差，获取目标信号源的位置包括：
6.根据权利要求5所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭晖，刘桐辛，杨国斌，姜春华，劳崇哲，王子鸣，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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