CN101359946A - 波束赋形的方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种波束赋形的方法，涉及波束赋形技术，为解决当前波束赋形多径环境下效果不佳而提出，本发明采用的技术方案包括：A.对天线阵列接收的用户信号进行信道估计，并计算所接收信号的空间协方差矩阵及其所有特征值，或根据空间协方差矩阵确定所接收信号的空间功率谱的所有极大值；B.根据空间功率谱的极大值或空间协方差矩阵的特征值确定出用户信号的所有来波方向；C.以所确定的一个或多个来波方向为波束赋形方向对发射至用户终端的信号进行波束赋形。本发明同时公开了一种实现上述方法的装置。本发明针对每一有效多径方向均进行波束赋形，能提高用户终端的信号接收质量，更好的应对多径环境的变化。

Description

波束赋形的方法与装置

技术领域

本发明涉及无线通信领域，更确切地说是涉及多天线阵列的波束赋形方法与装置。

背景技术

移动通信系统中，由于用户通常分布在各个方向，加之无线移动信道的多径效应，有用信号存在一定的空间分布。其一，当基站接收信号时，来自各个用户的有用信号到达基站的方向可能不同，且信号与其到达角度之间存在复杂的依赖关系；其二，当基站发射信号时，可被用户有效接收的也只是部分的信号。考虑到这一因素，调整天线方向图使其能实现指向性的接收与发射是很自然的想法，这也就是波束赋形概念的最初来源。波束赋形的目标是根据系统性能指标，形成对基带(中频)信号的最佳组合或者分配。智能天线通过波束赋形，将主波束对准期望用户进行收发，提高了接收端功率。智能天线也可以根据干扰信号的空间特征，通过各天线单元的加权系数调整将阵列天线方向图的零陷对准干扰用户，这样可以降低来自或发射至干扰用户的信号功率。在小区边缘，由于波束赋形提高了接收端的接收功率，所以小区覆盖的范围得到了扩展。

一般来说，波束赋形的准则包括最大功率准则和最大载干比准则，基于功率准则的波束赋形算法得到的加权系数使得接收端的接收功率最大。然而，由于实现算法的不同，可以得到全局的最优解也可以得到局部的最优解。例如，假设N个天线单元的智能天线：接收的多天线信号矢量是x＝[x₁，x₂，…，x_N]，波束赋形加权系数矢量是w＝[w₁，w₂，…，w_N]，则赋形之后接收信号为：

$y=w^{T}x=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{w}_n{x}_n---\left(1\right)$

赋形之后接收信号功率为：

p＝|y|²＝y^*y＝w^Hx^*x^Tw＝w^HR_xxw  (2)

其中，(·)^*表示复数或复数矢量的共轭，(·)^H表示矢量或矩阵的共轭转置，(·)^T表示矢量或矩阵的转置。基于最大功率的准则的目标是寻找一个加权矢量使得公式(2)达到最大值：

$w_{\mathrm{opt}}=\underset{w}{\arg \max }\left(\frac{w^H{R}_{\mathrm{xx}}w}{w^{H}w}\right)---\left(3\right)$

上式的含义是：w_opt是使得

取最大值的w。由矩阵的相关知识可以知道，使公式(2)最大的w的解是唯一的，即矩阵R_xx的最大特征值对应的特征向量。这种波束赋形方法一般叫做特征波束赋形方法，该方法可以得到全局最优解。

简化的波束赋形方法是在一个预设的加权矢量集合中找一个使公式(2)达到最大值的加权矢量，例如，将间隔一定角度的阵列响应矢量作为预设加权矢量集合，将待扫描的空间按一定间隔取角度，

假设各个方向的阵列响应矢量为

这里，对于均匀线阵

其中

其中为来波入射方向同天线阵列连线之间的夹角，d为天线相邻单元间距离，以米为单位，c为光速，Ka表示天线单元个数。本领域普通技术人员应当理解，由阵列响应矢量表示某一方向发射的电磁信号在天线阵上的相对相位值是熟知的；那么用该阵列响应矢量做赋形接收得到的接收信号功率可以表示为：

于是可以找到使上式最大的角度，即

公式(3)和公式(5)是智能天线波束赋形的两种基本方法。分别称为特征波束赋形和固定波束赋形。公式(5)是常用的简化波束赋形方法，相比公式(3)的全局最优解，公式(5)的局部最优解实现简单，能够适应信道的快速变化。

公式(5)的波束赋形方法实际上基于对空间来波的方向估计进行的，基本假设是空间信道的方向是单一的或者近似单一的。然而在实际多径环境中，信道的空间特性很复杂，在城市微小区或复杂城区环境中，角度扩散很大，多径环境复杂，因此对单方向的接收/发射波束赋形势必造成对其他方向多径信号的抑制，因此造成赋形增益的下降。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种波束赋形的方法与装置，针对每一有效多径方向均进行波束赋形，能提高用户终端的信号接收质量。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种波束赋形的方法，包括：

A、对天线阵列接收的用户终端信号进行信道估计，并计算所接收信号的空间协方差矩阵，根据空间协方差矩阵确定所接收信号的空间功率谱的所有极大值；

B、根据空间功率谱的极大值确定出用户终端的各个有效来波方向；

C、以所确定的各个有效来波方向为波束赋形方向对发射至用户终端的信号进行波束赋形。

其中，步骤B包括：

以空间功率谱极大值中最大的为基准设定阈值，空间功率谱极大值中大于阈值的极大值对应的来波方向为有效的来波方向。

其中，步骤B还包括：

对各个有效来波方向按入射角度大小进行排序，在确定相邻来波方向之间角度差小于设定阈值时选取其中一个来波方向作为有效的来波方向。

其中，步骤C还包括：

以每个有效来波方向的功率为基础分别确定加权系数，作为每个有效来波方向信号波束赋形时的发射功率加权系数。

一种波束赋形的方法，包括：

a、对天线阵列接收的用户终端信号进行信道估计，并计算所接收信号的空间协方差矩阵及其特征值；

b、根据空间协方差矩阵的特征值确定出用户终端的各个有效来波方向；

c、以所确定的各个有效来波方向为波束赋形方向对发射至用户终端的信号进行波束赋形。

其中，步骤b包括：

以空间协方差矩阵特征值中最大的特征值为基准设定阈值，大于阈值的特征值对应的来波方向为有效的来波方向。

其中，步骤b还包括：

对空间协方差矩阵的特征值按大小进行降序排列，根据赤池信息准则或最小描述长度准则对有效信号源个数N进行估计，前N个特征值对应的来波方向为有效的来波方向。

其中，步骤c还包括：

以每个有效来波方向的功率为基础分别确定加权系数，作为每个有效来波方向信号波束赋形时的发射功率加权系数。

一种波束赋形的装置，包括：

信道估计单元，用于对天线阵列接收的用户终端信号进行信道估计；

空间协方差矩阵计算单元，用于根据信道估计结果计算所接收信号的空间协方差矩阵；

空间功率谱极大值确定单元，用于根据空间协方差矩阵计算其空间功率谱并确定空间功率谱的所有极大值；

用户终端有效来波方向确定单元，用于根据空间功率谱的极大值确定出用户终端的各个有效来波方向；以及

波束赋形单元，用于以所确定的有效来波方向为波束赋形方向对发射至用户终端的信号进行波束赋形。

其中，所述用户终端有效来波方向确定单元包括：

极大值阈值设定模块，用于以所述空间功率谱极大值确定单元确定的极大值中最大的为基准设定阈值；

极大值有效来波方向确定模块，用于将空间功率谱极大值大于阈值的极大值对应的来波方向作为有效的来波方向。

其中，所述用户终端有效来波方向确定单元还包括：

有效来波入射角度排序模块，用于对所述用户终端来波方向确定模块所确定的有效来波方向按入射角度大小进行排序；

相邻来波方向选择模块，用于在确定相邻来波方向之间角度差小于设定阈值时选取其中一个来波方向作为有效的来波方向。

其中，所述波束赋形单元包括：

加权系数确定模块，用于以每个有效来波方向的功率为基础分别确定加权系数；

波束赋形模块，用于将所述加权系数确定模块确定的加权系数作为每个有效来波方向信号波束赋形时的发射功率加权系数。

一种波束赋形的装置，包括：

信道估计单元，用于对天线阵列接收的用户终端信号进行信道估计；

空间协方差矩阵计算单元，用于根据信道估计结果计算所接收信号的空间协方差矩阵；

空间协方差矩阵特征值计算单元，用于根据空间协方差矩阵计算其特征值；

用户终端有效来波方向确定单元，用于根据空间协方差矩阵特征值确定出用户终端的各个有效来波方向；以及

波束赋形单元，用于以所确定的有效来波方向为波束赋形方向对发射至用户终端的信号进行波束赋形。

其中，所述用户终端有效来波方向确定单元包括：

特征值阈值设定模块，用于以空间协方差矩阵特征值中最大的特征值为基准设定阈值；

特征值有效来波方向确定模块，用于将大于阈值的特征值对应的来波方向作为有效的来波方向。

其中，所述用户终端有效来波方向确定单元包括：

特征值排序模块，用于对空间协方差矩阵的特征值按大小进行降序排列；

有效信号源估计模块，用于根据赤池信息准则或最小描述长度准则估计出有效的信号源个数N；

信号源有效来波方向确定模块，用于将前N个特征值对应的来波方向作为有效的来波方向。

其中，所述波束赋形单元包括：

加权系数确定模块，用于以每个有效来波方向的功率为基础分别确定加权系数；

波束赋形模块，用于将所述加权系数确定模块确定的加权系数作为每个有效来波方向信号波束赋形时的发射功率加权系数。

本发明通过对空间信道的估计来确定用户终端发射信号经多径信道后到达接收端的多径向信号的方向，并判断这些径向的信号功率是否达到设定阈值，达到设定阈值的确定为有效信号，发射下行信号时在这些有效信号的径向进行波束赋形，从而实现多波束波束赋形。针对不同功率的接收信号，赋形时利用其功率作为加权系数对赋形信号进行再次赋形，可充分利用来波信号较佳信道进行信号传输。本发明提高了用户终端信号接收质量。

附图说明

图1为本发明波束赋形装置的组成结构示意图；

图2为图1结构中用户终端有效来波方向确定单元的组成结构示意图；

图3为本发明波束赋形装置的另一组成结构示意图；

图4为图3结构中用户终端有效来波方向确定单元的组成结构示意图；

图5为图3结构中用户终端有效来波方向确定单元的另一成结构示意图；

图6为本发明波束赋形单元组成结构示意图；

图7为本发明波束赋形方法流程示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：通过对空间信道的估计来确定用户终端发射的多径向信号，并进一步判断哪些信号是有效的信号，根据确定的有效信号在这些有效的信号径向进行波束赋形，从而保证用户终端信号接收质量。以下结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。

图1为本发明波束赋形装置的组成结构示意图，如图1所示，本发明波束赋形装置包括有信道估计单元10、空间协方差矩阵计算单元11、空间功率谱极大值确定单元12、用户终端有效来波方向确定单元13和波束赋形单元14，其中，信道估计单元10用于对天线阵列接收的用户终端信号进行信道估计，得到各天线信道估计结果。也即对上行信道进行估计，本领域普通技术人员应当理解，实现上行信道估计是很容易实现的，如时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统中，中间码作为导频信号，可利用中间码作为信道估计信号并用于时间同步检测和调整。根据每个用户终端特有的中间码位移进行天线阵列上信道冲激响应的估计，得到对应于各个天线的信道估计结果。空间协方差矩阵计算单元11用于根据各天线上信道估计结果计算所接收信号的空间协方差矩阵。假设信道估计单元10估计出的信道冲激响应为H，则根据用户终端的信道冲激响应可以获得用户终端的空间协方差矩阵分别为R_xx＝E{HH^H}，其中，E{·}表示取随机变量的均值，(·)^H表示对矩阵的共轭转置运算。空间功率谱极大值确定单元12用于根据空间协方差矩阵确定所接收信号的空间功率谱的所有极大值。公式(4)给出了离散的空间功率谱的形式，其连续功率谱的形式为：

公式(6)中

表示来波方向在天线阵列上的阵列响应矢量。根据估计出的R_xx计算

的所有极大值，具体可依背景技术部分按一定间隔取角度的方式来计算，这里不再赘述。

用户终端有效来波方向确定单元13用于根据空间功率谱的极大值确定出用户终端的来波方向。本发明中，信号的空间功率谱大于设定阈值时其对应的信号径向才认为是有效的径向，才会在对应的径向进行波束赋形。也即信号功率达到一定值的才认为是有效信号，其余信号为干扰信号。本发明仅对有效信号方向发射信号并赋形。

波束赋形单元14用于以所确定的来波方向为波束赋形方向对发射至用户终端的信号进行波束赋形。

图2为图1结构中用户终端有效来波方向确定单元的组成结构示意图，如图2所示，本发明用户终端有效来波方向确定单元13包括极大值阈值设定模块130、极大值有效来波方向确定模块131、有效来波入射角度排序模块132和相邻来波方向选择模块133，其中，极大值阈值设定模块130用于以空间功率谱极大值确定单元12所确定的极大值中最大的为基准设定阈值。极大值有效来波方向确定模块131用于将空间功率谱极大值中大于阈值的极大值对应的来波方向作为有效的来波方向。假设空间功率谱的极大值有L₀个，并确定极大值中的最大的一个，极大值不低于最大值的空间功率谱对应的信号方向算作有效多径方向，则有效多径的集合为：

公式(7)表示：所有极大值中，空间功率谱不低于最大值一定值Γ(dB)的空间功率谱信号方向算作有效多径方向，其数量为L。本发明可有效滤除掉干扰来波，保证赋形信号可传输到用户终端。

有效来波入射角度排序模块132用于对用户终端来波方向确定模块131确定有效来波方向按入射角度大小进行排序。也即对上述的L有效来波按其入射角度进行排序。相邻来波方向选择模块133用于在确定相邻来波方向之间角度差小于设定阈值时选取其中一个来波方向作为有效的来波方向。该角度差阈值与天线阵列形式、阵列参数以及天线单元特性有关，可根据经验而设定。通过入射角度相关性判断，可避免相邻赋形波束之间的相位干扰，进一步提升赋形效果，从而提升用户终端接收质量。

本领域普通技术人员应当理解，极大值阈值设定模块130和极大值有效来波方向确定模块131即可实现有效来波的确认，增设有效来波入射角度排序模块132和相邻来波方向选择模块133可更准确地确认有效来波。

图3为本发明波束赋形装置的另一组成结构示意图，如图3所示，本示例波束赋形装置与图2所示的结构相比，仅用空间协方差矩阵特征值计算单元15替代了空间功率谱极大值确定单元12，其余各单元的结构及功能均与图2所示相同。空间协方差矩阵特征值计算单元15用于根据空间协方差矩阵计算其特征值。本领域普通技术人员应当理解，根据矩阵计算其特征值是公知技术。

图4为图3结构中用户终端有效来波方向确定单元的组成结构示意图，如图4所示，本示例用户终端有效来波方向确定单元13包括特征值阈值设定模块134和特征值有效来波方向确定模块135，其中，特征值阈值设定模块134用于以空间协方差矩阵特征值中最大的特征值为基准设定阈值。特征值有效来波方向确定模块135用于将大于阈值的特征值对应的来波方向作为有效的来波方向。用户终端的来波只有在达到一定的功率才认为是有效来波，对于功率较小的来波，可以认为是一种干扰信号。本发明的来波方式包括直射、反射、绕射等方式。用户终端有效来波方向确定单元13即可确定有效的来波方向，以在这些方向上进行波束赋形。本发明可有效滤除掉干扰来波，保证所赋形的信号可传输到用户终端，从而提升用户终端接收信号质量。

图5为图3结构中用户终端有效来波方向确定单元的另一成结构示意图，如图5所示，本示例用户终端有效来波方向确定单元13包括特征值排序模块136、有效信号源估计模块137和信号源有效来波方向确定模块138，其中，特征值排序模块136用于对空间协方差矩阵及其特征值计算单元11计算出的空间协方差矩阵的特征值按大小进行降序排列。有效信号源估计模块137用于根据赤池信息准则(AIC，Akaike Information Criterion)或最小描述长度(MDL，Minimum Description Length)准则估计出有效的信号源个数N。利用AIC和MDL准则计算有效信号源的方法可参见Wax，M.和Kailath，T.的Detection ofsignals by information theoretic criteria(IEEE Trans.Acoust.Speech SignalProcess.，33，387-392，1985.)。信号源有效来波方向确定模块138用于将前N个特征值对应的来波方向作为有效的来波方向。图2、图3、图4所示的用户终端有效来波方向确定单元13的结构虽不相同，但均可实现有效来波的确认。

图6为本发明波束赋形单元组成结构示意图，如图6所示，本发明的波束赋形单元包括加权系数确定模块50和波束赋形模块51，其中，加权系数确定模块50用于以每个有效来波的功率为基础分别确定加权系数。加权系数确定模块50主要是确定有效来波方向上进行波束赋形时所赋形信号的发射功率。如有效来波方向利用的是空间谱方法，则对于满足公式(7)的有效来波方向集合中L个方向，其加权系数为：

这样得到对应于集合中L个方向的赋形权矢量分别为：

则总的赋形系数为：

如有效来波方向是利用特征值方法确定的，有效来波方向个数仍然为L，其对应的L个特征值为：λ_l，l＝1，2，...，L，其对应的L个归一化特征向量为：U_l，l＝1，2，...，L，则对应于各个方向的加权系数为：

${\mathrm{\α}}_l=\sqrt{\frac{{\mathrm{\λ}}_l}{\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\λ}}_l}},l=\mathrm{1,2},...,L---\left(11\right)$

这样得到对应于L个方向的赋形权矢量分别为：

总的赋形系数为：

$w=\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{w}_l=\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{\frac{{\mathrm{\λ}}_l}{\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\λ}}_l}}*U_l---\left(13\right)$

波束赋形模块51用于将所述加权系数确定模块确定的加权系数作为每个有效来波方向信号波束赋形时的发射功率加权系数。利用公式(10)或者(13)中的赋形系数w进行赋形，可在每个有效来波方向都形成一个波束，即以每个有效来波方向为波束赋形方向对发射至用户终端的信号进行波束赋形，从而达到多波束赋形的目的，这里在每个有效来波方向形成的波束还进行了功率加权，通过功率加权系数可优先保证传输效果较佳的有效径向传输信号的传输功率，充分利用效果较佳的信号径向。

图7为本发明波束赋形方法流程示意图，如图7所示，本发明波束赋形方法包括以下步骤：

步骤701：对天线阵列接收的用户终端信号进行信道估计，得到天线阵列中各天线的信道估计结果，并计算所接收信号的空间协方差矩阵。信道估计、空间协方差矩阵的计算方式可参见前述波束赋形装置部分的描述。

步骤702：根据空间协方差矩阵确定所接收信号的空间功率谱的所有极大值，或计算所接收信号空间协方差矩阵的特征值。空间功率谱的计算方式可参见公式(6)，可依背景技术部分按一定间隔取角度的方式来计算其极大值。本领域技术人员应当理解，计算矩阵的特征值是公知技术。

步骤703：根据空间功率谱的极大值或空间协方差矩阵的特征值确定出用户终端的来波方向。该步骤主要确定出天线阵列接收的信号中哪些是有效的来波，哪些是干扰信号。具体可参见前述波束赋形装置部分的描述。

步骤704：以步骤703所确定的来波方向为波束赋形方向对发射至用户终端的信号进行波束赋形。为了使用户终端接收的信号质量更高，本步骤通过计算出的来波信号功率作为加权系数来对待赋形波束进行加权赋形，以优先保证传输效果较佳径向的信号的发射功率，从而保证用户终端接收信号质量。具体可参见前述波束赋形装置部分的描述。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (16)

1、一种波束赋形的方法，其特征在于，该方法包括：

A、根据接收的用户终端信号进行信道估计，并计算所接收信号的空间协方差矩阵，根据空间协方差矩阵确定所接收信号的空间功率谱的所有极大值；

B、根据空间功率谱的极大值确定出用户终端的各个有效来波方向；

C、以所确定的各个有效来波方向为波束赋形方向对发射至用户终端的信号进行波束赋形。

2、根据权利要求1所述的波束赋形的方法，其特征在于，步骤B包括：

以空间功率谱极大值中最大的为基准设定阈值，空间功率谱极大值中大于阈值的极大值对应的来波方向为有效的来波方向。

3、根据权利要求2所述的波束赋形的方法，其特征在于，步骤B还包括：

对各个有效来波方向按入射角度大小进行排序，在确定相邻来波方向之间角度差小于设定阈值时选取其中一个来波方向作为有效的来波方向。

4、根据权利要求1至3中任一项所述的波束赋形的方法，其特征在于，步骤C还包括：

以每个有效来波方向的功率为基础分别确定加权系数，作为每个有效来波方向信号波束赋形时的发射功率加权系数。

5、一种波束赋形的方法，其特征在于，该方法包括：

a、根据接收的用户终端信号进行信道估计，并计算所接收信号的空间协方差矩阵及其特征值；

b、根据空间协方差矩阵的特征值确定出用户终端的各个有效来波方向；

c、以所确定的各个有效来波方向为波束赋形方向对发射至用户终端的信号进行波束赋形。

6、根据权利要求5所述的波束赋形的方法，其特征在于，步骤b包括：

以空间协方差矩阵特征值中最大的特征值为基准设定阈值，大于阈值的特征值对应的来波方向为有效的来波方向。

7、根据权利要求5所述的波束赋形的方法，其特征在于，步骤b包括：

对空间协方差矩阵的特征值按大小进行降序排列，根据赤池信息准则或最小描述长度准则对有效信号源个数N进行估计，前N个特征值对应的来波方向为有效的来波方向。

8、根据权利要求5至7中任一项所述的波束赋形的方法，其特征在于，步骤c还包括：

以每个有效来波方向的功率为基础分别确定加权系数，作为每个有效来波方向信号波束赋形时的发射功率加权系数。

9、一种波束赋形的装置，其特征在于，该装置包括：

信道估计单元，用于对天线阵列接收的用户终端信号进行信道估计；

空间协方差矩阵计算单元，用于根据信道估计结果计算所接收信号的空间协方差矩阵；

空间功率谱极大值确定单元，用于根据空间协方差矩阵计算其空间功率谱并确定空间功率谱的所有极大值；

用户终端有效来波方向确定单元，用于根据空间功率谱的极大值确定出用户终端的各个有效来波方向；以及

波束赋形单元，用于以所确定的有效来波方向为波束赋形方向对发射至用户终端的信号进行波束赋形。

10、根据权利要求9所述的波束赋形的装置，其特征在于，所述用户终端有效来波方向确定单元包括：

极大值阈值设定模块，用于以所述空间功率谱极大值确定单元确定的极大值中最大的为基准设定阈值；

极大值有效来波方向确定模块，用于将空间功率谱极大值大于阈值的极大值对应的来波方向作为有效的来波方向。

11、根据权利要求10所述的波束赋形的装置，其特征在于，所述用户终端有效来波方向确定单元还包括：

有效来波入射角度排序模块，用于对所述用户终端来波方向确定模块所确定的有效来波方向按入射角度大小进行排序；

相邻来波方向选择模块，用于在确定相邻来波方向之间角度差小于设定阈值时选取其中一个来波方向作为有效的来波方向。

12、根据权利要求9至11中任一项所述的波束赋形的装置，其特征在于，所述波束赋形单元包括：

加权系数确定模块，用于以每个有效来波方向的功率为基础分别确定加权系数；

波束赋形模块，用于将所述加权系数确定模块确定的加权系数作为每个有效来波方向信号波束赋形时的发射功率加权系数。

13、一种波束赋形的装置，其特征在于，该装置包括：

信道估计单元，用于对天线阵列接收的用户终端信号进行信道估计；

空间协方差矩阵计算单元，用于根据信道估计结果计算所接收信号的空间协方差矩阵；

空间协方差矩阵特征值计算单元，用于根据空间协方差矩阵计算其特征值；

用户终端有效来波方向确定单元，用于根据空间协方差矩阵特征值确定出用户终端的各个有效来波方向；以及

波束赋形单元，用于以所确定的有效来波方向为波束赋形方向对发射至用户终端的信号进行波束赋形。

14、根据权利要求13所述的波束赋形的装置，其特征在于，所述用户终端有效来波方向确定单元包括：

特征值阈值设定模块，用于以空间协方差矩阵特征值中最大的特征值为基准设定阈值；

特征值有效来波方向确定模块，用于将大于阈值的特征值对应的来波方向作为有效的来波方向。

15、根据权利要求13所述的波束赋形的装置，其特征在于，所述用户终端有效来波方向确定单元包括：

特征值排序模块，用于对空间协方差矩阵的特征值按大小进行降序排列；

有效信号源估计模块，用于根据赤池信息准则或最小描述长度准则估计出有效的信号源个数N；

信号源有效来波方向确定模块，用于将前N个特征值对应的来波方向作为有效的来波方向。

16、根据权利要求13至15中任一项所述的波束赋形的装置，其特征在于，所述波束赋形单元包括：

加权系数确定模块，用于以每个有效来波方向的功率为基础分别确定加权系数；

波束赋形模块，用于将所述加权系数确定模块确定的加权系数作为每个有效来波方向信号波束赋形时的发射功率加权系数。

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