CN101394212A - 一种波束赋形方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信系统中的波束赋形技术领域，尤其涉及一种结合特征波束赋形方法和固定波束赋形方法两者各自优点的波束赋形方法及装置。本发明通过对特征波束赋形方法所获得结果进行变换，将超过天线单元最大发射功率的功率损失进行重新分配，较好的解决了特征波束赋形法最大发射功率不能达到天线阵的最大发射功率的问题。

Description

一种波束赋形方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信系统中的波束赋形技术领域，尤其涉及一种对特征波束赋形方法进行优化的方法及装置。

背景技术

自90年代以来，波束赋形技术被广泛应用于移动通信系统，采用波束赋形技术的阵列天线一般被称为智能天线。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(射向)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等，基于最大功率准则的波束赋形算法得到的赋形加权系数矢量(简称赋形系数)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]，赋形系数是w＝[w₁，w₂，…，w_N]，则赋形之后接收信号为

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

赋形之后接收信号功率

p＝|y|²＝y^*y＝w^Hx^*x^Tw＝w^HR_xxw    (公式2)

其中，(·)^*表示复数(复数矢量)的共轭，(·)^H表示矢量(矩阵)的共轭转置，(·)^T表示矢量(矩阵)的转置。基于最大功率的准则的目标是寻找一个赋形系数使得公式(2)达到最大值：

$w_{\mathrm{opt}1}=\underset{w}{\arg \max }\left(\frac{w^H{R}_{\mathrm{xx}}w}{w^{H}w}\right)$              (公式3)

上式的含义是w_optl是使得

取最大值的w。由矩阵的相关知识我们知道，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。

一种简化的波束赋形方法是在一个预设的赋形系数集合中找一个使公式2达到最大值的赋形系数。例如，将间隔一定角度的天线阵列响应矢量作为预设赋形系数集合的方法，所述阵列响应矢量表示某一方向来的电磁信号在天线阵上的相对幅度、相位值，该方法将待扫描的空间按一定间隔取角度，所得角度集合为

假设各个方向的阵列响应矢量为

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：

              (公式4)

于是可以找到使上式最大的角度，即

            (公式5)

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方法和固定波束赋形方法。

特征波束赋形方法的优点在于在固定的发射功率前提下达到实现最优解，即给定总发射功率的情况下，特征波束赋形通过各天线单元上发射功率的分配和相位的调整，使得终端的接收功率最大。换句话说，当终端达到期望的接收功率时，基站发射的功率最小，这对于降低系统干扰来说，无疑是非常有利的。特征波束赋形方法的缺点在于其在各天线单元上分配的发射功率是不等的，在实际系统中，天线单元的最大发射功率是固定的，如果给某天线单元馈入超过其最大发射能力的功率，该天线单元(包括射频通道)将工作在非线性区，因此，特征波束赋形的最大发射功率不能达到天线阵的最大发射功率。

固定波束赋形的优点是可以实现各天线单元发射功率一致。固定波束赋形的预设赋形系数集合可以等幅调相，其实现比较简单，而且可以实现基站以最大功率发射。固定波束赋形的缺点是其并不是全局最优解。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种波束赋形方法，能够解决特征波束赋形方法中，当给天线单元馈入超过其最大发射能力的功率时，会使得天线单元工作在非线性区的技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种波束赋形方法，其特征在于，包括如下步骤：

①、基站根据特征波束赋形方法获得第一赋形系数；

②、对所述第一赋形系数进行变换得到第二赋形系数；

③、所述基站使用所述第二赋形系数进行所述波束赋形。

基于上述技术方案，第一种变换的步骤为：

A、查找所述第一赋形系数中模值最大的权值项；

B、判断所述模值最大的权值项对应的天线单元的待发射功率是否大于天线单元允许的最大发射功率，若是则执行步骤D，若否则执行步骤C；

C、将所述第一赋形系数赋值给所述第二赋形系数，然后执行步骤I；

D、对所述模值最大的权值项进行变换，得到变换后的赋形系数；

E、判断所述变换后的赋形系数中，除所述模值最大的权值项之外，是否存在待发射功率不等于所述天线单元允许的最大发射功率的未处理权值项，若存在，则执行步骤G；若不存在，则执行步骤F；

F、将所述变换后赋形系数赋值给所述第二赋形系数，然后执行步骤I；

G、将所述变换带来的功率损失分配给所述未处理权值项，得到重新分配功率后的赋形系数；

H、将所述重新分配功率后的赋形系数赋值给第一赋形系数，然后执行步骤A；

I、使用所述第二赋形系数进行所述波束赋形。

进一步地，步骤D中根据下述算式进行所述变换：

$w_{\mathrm{ka}\_\max }^{\′}=\frac{w_{\mathrm{ka}\_\max }}{\left|\right|w_{\mathrm{ka}\_\max }\left|\right|}*\sqrt{P_{\max }}$

其中，w_{ka_max}为所述第一赋形系数中模值最大的权值项，‖w_{ka_max}‖表示对w_{ka_max}取模值，P_max为所述天线单元最大发射功率，

为所述w_{ka_max}经变换后获得的权值。

进一步地，步骤G中，根据下述算式进行所述分配操作：

${\mathrm{\ΔP}}_{\mathrm{ka}}=\frac{P_l{\left|\right|w_{\mathrm{ka}}\left|\right|}^2}{P_{\mathrm{sum},\mathrm{ka}}},$ ka＝1，2，...，Ka，ka≠ka_max，且‖w_ka‖²≠P_max

其中，ΔP_ka表示分配给第ka个天线单元对应的权值项的功率，P_l所述第一赋形系数中模值最大的权值项经变化后所产生的功率损失，P_sum，ka为所述未处理权值项的功率总和，P_max为所述天线单元允许的最大发射功率。

进一步地，上述P_l根据下述算式获得：

$P_l={\left|\right|w_{\mathrm{ka}\_\max }\left|\right|}^2-{\left|\right|w_{\mathrm{ka}\_\max }^{\′}\left|\right|}^2$

所述P_sum，ka根据下述算式获得：

其中，w_{ka_max}为所述第一赋形系数中模值最大的权值项，

为w_{ka_max}经变换后获得的权值，P_max为所述天线单元允许的最大发射功率，Ka为天线单元个数。

进一步地，步骤G中，根据如下算式进行所述分配操作：

$w_{{\mathrm{ka}}_{\max }}^{\′}=\frac{w_{{\mathrm{ka}}_{\max }}\sqrt{(P_l+{\left|\right|w_{{\mathrm{ka}}_{\max }}\left|\right|}^2)}}{\left|\right|w_{{\mathrm{ka}}_{\max }}\left|\right|}$

其中，P_l为所述第一赋形系数中模值最大的权值项经变化后所产生的功率损失，根据下述算式得到：

$P_l={\left|\right|w_{\mathrm{ka}\_\max }\left|\right|}^2-{\left|\right|w_{\mathrm{ka}\_\max }^{\′}\left|\right|}^2$

w_{ka_max}为所述第一赋形系数中模值最大的权值项，

为w_{ka_max}经变换后获得的权值，

为所述未处理权值项中模值最大的权值项，ka_max满足下述算式：

${\mathrm{ka}}_{\max }=\underset{\mathrm{ka}}{\max }\left(w_{\mathrm{ka}}\right);\mathrm{ka}=\mathrm{1,2},...,\mathrm{Ka},\mathrm{ka}\≠\mathrm{ka}\_\max ,$ 且 ${\left|\right|w_{\mathrm{ka}}\left|\right|}^2\≠P_{\max }$

为获取模值最大的权值项对应下标的函数，P_max为所述天线单元允许的最大发射功率。

基于前述技术方案，第二种变换的步骤为：

A、查找所述第一赋形系数中模值最大的权值项；

B、判断所述模值最大的权值项对应的天线单元的待发射功率是否大于天线单元允许的最大发射功率，若是则执行步骤D，若否则执行步骤C；

C、将所述第一赋形系数赋值给所述第二赋形系数，然后执行步骤F；

D、对各天线单元对应的权值进行变换，得到变换后的赋形系数；

E、将所述变换后的赋形系数赋值给所述第二赋形系数；

F、使用所述第二赋形系数进行所述波束赋形。

基于上述第二种变换步骤，步骤D中，根据下述算式进行所述变换：

$w_{\mathrm{ka}}^{\′}=\frac{w_{\mathrm{ka}}}{\left|\right|w_{\mathrm{ka}}\left|\right|}*\sqrt{P},$ ka＝1，2，...，Ka

其中， $P=\min (\frac{1}{\mathrm{Ka}}\underset{\mathrm{ka}=1}{\overset{\mathrm{Ka}}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\right|w_{\mathrm{ka}}\left|\right|}^2,P_{\max }),$ Ka为天线单元个数，min()表示取最小值的函数，P_max为所述天线单元允许的最大发射功率。

本发明的另一目的是提供一种波束赋形装置，为达到此目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种波束赋形装置，包括：

特征波束赋形计算单元，用于根据特征波束赋形方法计算获得第一赋形系数；

赋形发送单元，用于根据赋形系数进行天线信号的赋形发送；

变换分配单元，用于对所述第一赋形系数进行变换从而获得第二赋形系数；

所述赋形发送单元使用第二赋形系数对所述天线信号进行赋形发送。

本发明结合了固定波束赋形能够以基站最大发射功率发射的优点和特征波束赋形能够使得接收端的接收功率最大的优点，对于覆盖功率可以满足的用户，通过特征波束赋形降低系统干扰；对于覆盖功率不满足的用户，通过变换特征波束赋形得到赋形系数，来充分利用基站的最大可发射功率。实现简单，计算量非常小，且对现有实现改动很小，较好的解决了特征波束赋形法最大发射功率不能达到天线阵的最大发射功率的问题，具有一定功率增益。

附图说明

图1为本发明所揭示方法的基本流程图；

图2为本发明所揭示的对第一赋形系数进行变换的基本流程图；

图3为实现本发明方法的装置结构图。

具体实施方式

本发明技术方案的核心思想是：当应用特征波束赋形算法计算赋形系数，有天线发射功率超过天线单元最大发射功率时，对特征波束赋形算法赋形系数进行变换，得到一组新的赋形系数，利用新的赋形系数进行赋形，天线发射功率不会超过天线最大发射功率，且基站能够实现最大功率发射，同时赋形增益相比特征波束赋形算法几乎没有损失或者损失很少，从而依然保持相对固定波束赋形的优势。

如图1所示，本发明的基本实现步骤如下：

步骤1、按照特征波束赋形算法计算波束赋形系数，设为第一赋形系数：

w=[w₁，w₂，…w_ka]^H    (公式6)

步骤2、对第一赋形系数w进行幅度变换，得到一组新的波束赋形系数，设为第二赋形系数：

$w\′\′={[w_1^{\′\′},w_2^{\′\′},...,w_{\mathrm{Ka}}^{\′\′}]}^H;$              (公式7)

步骤3、使用第二赋形系数w进行波束赋形。

其中对第一赋形系数w的变换方式有多种实现方案，图2给出了对第一赋形系数w进行变换的基本流程图，主要区别在变换的步骤和分配的步骤，以下对各种方案分别进行详细描述。

一最佳实施例中根据下述步骤对第一赋形系数w进行变换(方案1)：

1)对w＝[w₁，w₂，...，w_Ka]中Ka个天线单元对应的赋形权值进行搜索，找到模值最大的权值，设为w_{ka_max}，其中ka_max为该权值对应的天线单元的下标；

2)判断天线单元ka_max的待发射功率是否大于天线单元允许的最大发射功率P_max，即是否‖w_{ka_max}‖²>P_max，这里 $P_{\max }=\frac{\mathrm{TxPowe}{r}_{\max }}{G},$ 其中TxPower_max为天线最大发射功率，G为通道功率增益，‖·‖表示取模值。

如果模值最大的权值对应的天线单元的待发射功率未达到天线单元允许的最大发射功率，则表示此时使用第一赋形系数w进行波束赋形不存在天线发射功率超过最大发射功率的情况，执行步骤3，否则执行步骤4。

3)将第一赋形系数w赋值给第二赋形系数w后执行步骤9。

4)根据下述公式对ka_max对应的天线单元的赋形权值进行变换：

$w_{\mathrm{ka}\_\max }^{\′}=\frac{w_{\mathrm{ka}\_\max }}{\left|\right|w_{\mathrm{ka}\_\max }\left|\right|}*\sqrt{P_{\max }}$                 (公式8)

上述公式的含意是，在不改变相位的情况下，使得ka_max天线单元的发射功率等于天线单元的最大发射功率。经上述公式变换后得到的赋形系数称为变换后赋形系数，变换后赋形系数中除ka_max对应的权值项以外的其它权值项保持不变。

5)判断变换后赋形系数中是否存在天线单元ka，其对应权值项满足下述条件：

ka＝1，2，...，Ka，ka≠ka_max，且‖w_ka‖2≠P_max    (公式9)

如不存在，执行步骤6；如存在，则执行步骤7。

6)将变换后赋形系数赋值给第二赋形系数w后执行步骤9。

7)将步骤4中的变换带来的功率损失 $P_l={\left|\right|w_{\mathrm{ka}\_\max }\left|\right|}^2-{\left|\right|w_{\mathrm{ka}\_\max }^{\′}\left|\right|}^2$ 分配给满足公式9的天线单元，分配原则按照加权系数进行分配。即分配给第ka个天线单元的功率为：

${\mathrm{\ΔP}}_{\mathrm{ka}}=\frac{P_l{\left|\right|w_{\mathrm{ka}}\left|\right|}^2}{P_{\mathrm{sum},\mathrm{ka}}},$

其中，

                  (公式10)

这样第ka个天线单元加权系数变换为：

$w_{\mathrm{ka}}^{\′}=\frac{w_{\mathrm{ka}}\sqrt{({\mathrm{\ΔP}}_{\mathrm{ka}}+{\left|\right|w_{\mathrm{ka}}\left|\right|}^2)}}{\left|\right|w_{\mathrm{ka}}\left|\right|}$                     (公式11)

这样得到一组新的权值组成的赋形系数，称为重新分配功率后的赋形系数：

$w\′={[w_1^{\′},w_2^{\′},...,w_{\mathrm{Ka}}^{\′}]}^H$

8)将分配后赋形系数w赋值给第一赋形系数w，然后执行步骤1)。

9)使用第二赋形系数w进行赋形发送。

一最佳实施例中根据下述步骤对赋形系数w进行变换(方案2)：

1)对w＝[w₁，w₂，...，w_Ka]^H中Ka个天线单元对应的赋形权值进行搜索，找到模值最大的权值，设为w_{ka_max}，其中ka_max为该权值对应的天线单元的下标；

2)判断天线单元ka_max的待发射功率是否大于天线单元允许的最大发射功率P_max，即是否‖w_{ka_max}‖²>P_max，这里 $P_{\max }=\frac{\mathrm{TxPowe}{r}_{\max }}{G},$ 其中TxPower_max为天线最大发射功率，G为通道功率增益，‖·‖表示取模值。

如果模值最大的权值对应的天线单元的待发射功率未达到天线单元允许的最大发射功率，则表示此时使用第一赋形系数w进行波束赋形不存在天线发射功率超过最大发射功率的情况，执行步骤3，否则执行步骤4。

3)将第一赋形系数w赋值给第二赋形系数w后执行步骤9。

4)根据下述公式对ka_max对应的天线单元的赋形权值进行变换：

$w_{\mathrm{ka}\_\max }^{\′}=\frac{w_{\mathrm{ka}\_\max }}{\left|\right|w_{\mathrm{ka}\_\max }\left|\right|}*\sqrt{P_{\max }}$           (同公式8)

5)判断变换后赋形系数中是否存在天线单元ka，其对应权值项满足下述条件：

ka＝1，2，...，Ka，ka≠ka_max，且‖w_ka‖²≠P_max     (同公式9)

如不存在，执行步骤6；如存在，则执行步骤7。

6)将变换后赋形系数赋值给第二赋形系数w后执行步骤9。

7)将步骤4中的变换带来的功率损失 $P_l={\left|\right|w_{\mathrm{ka}\_\max }\left|\right|}^2-{\left|\right|w_{\mathrm{ka}\_\max }^{\′}\left|\right|}^2$ 分配给满足公式9的权值项中模值最大的权值项，设ka_max为满足公式9的权值项中模值最大的权值项对应的天线单元的下标，分配的公式如下：

${\mathrm{ka}}_{\max }=\underset{\mathrm{ka}}{\max }\left(w_{\mathrm{ka}}\right);\mathrm{ka}=\mathrm{1,2},...,\mathrm{Ka},\mathrm{ka}\≠\mathrm{ka}\_\max ,$ 且 ${\left|\right|w_{\mathrm{ka}}\left|\right|}^2\≠P_{\max };$   (公式12) 

这样第ka_max根天线赋形系数变为：

$w_{{\mathrm{ka}}_{\max }}^{\′}=\frac{w_{{\mathrm{ka}}_{\max }}\sqrt{(P_l+{\left|\right|w_{{\mathrm{ka}}_{\max }}\left|\right|}^2)}}{\left|\right|w_{{\mathrm{ka}}_{\max }}\left|\right|}$                  (公式13)

这样得到一组新的权值组成的赋形系数，称为重新分配功率后的赋形系数：

$w\′={[w_1^{\′},w_2^{\′},...,w_{\mathrm{Ka}}^{\′}]}^H$

8)将分配后赋形系数w赋值给第一赋形系数w，然后执行步骤1)。

9)利用变换后得到的新的一组权值，即新的赋形系数w进行赋形发送。

一最佳实施例中根据下述步骤对赋形系数w进行变换(方案3)：

1)对w＝[w₁，w₂，...，w_Ka]^H中Ka个天线单元对应的赋形权值进行搜索，找到模值最大的权值对应的天线单元ka_max；

2)判断天线单元ka_max的待发射功率是否大于天线允许的最大发射功率，即是否有‖w_{ka_max}‖²>P_max。这里 $P_{\max }=\frac{\mathrm{TxPowe}{r}_{\max }}{G},$ 其中TxPower_max为天线最大发射功率，G为通道功率增益，‖·‖表示取模值。

如果模值最大的权值对应的天线单元的待发射功率未达到天线单元允许的最大发射功率，则表示此时利用赋形系数w进行波束赋形不存在天线发射功率超过最大发射功率的情况，跳出执行第4)步，直接利用此赋形系数进行发送。

否则，如果利用赋形系数w进行波束赋形，天线单元ka_max发射功率会超过最大发射功率，执行步骤(3)。

3)根据下述公式对对各天线单元赋形系数进行变换，即令

$w_{\mathrm{ka}}^{\′}=\frac{w_{\mathrm{ka}}}{\left|\right|w_{\mathrm{ka}}\left|\right|}*\sqrt{P},$

其中 $P=\min (\frac{1}{\mathrm{Ka}}\underset{\mathrm{ka}=1}{\overset{\mathrm{Ka}}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\right|w_{\mathrm{ka}}\left|\right|}^2,P_{\max })$                   (公式14)

这里，min(x，y)表示取x，y中的较小值。P_max为天线允许的最大发射功率，参见步骤2中解释。

4)利用变换后赋形系数w进行赋形发送。

上述三种具体实施方式只是功率分配方式略有不同，其基本思路是一样的，即都是对特征波束赋形得到的赋形系数进行幅度变换。需要说明的是，上述前两种系数幅度变换的一种极端的情况是，经过变换后的赋形系数幅度完全相同，此时相当于对特征波束赋形系数只保留相位特征，而幅度完全相同，这时同第三种实现方式变换结果一致。此极端情况产生时，利用固定波束赋形法进行赋形各天线刚好达到了最大发射功率或者已经超过了最大发射功率，此时，利用特征波束赋形系数进行变换，即只保留相位，而幅度完全相同(各天线发射功率均达到天线单元最大发射功率)，相比固定波束赋形法，也仍然有一定的性能优势。

图3为完成上述方法装置结构图，包括特征波束赋形计算单元、赋形发送单元和变换分配单元。特征波束赋形计算单元，用于根据特征波束赋形方法计算获得第一赋形系数。赋形发送单元，用于根据赋形系数进行天线信号的赋形发送。变换分配单元，用于对第一赋形系数进行变换从而获得第二赋形系数。赋形发送单元使用第二赋形系数对所述天线信号进行赋形发送。

本专利中提出的实现方案，结合了固定波束赋形法能够以基站最大发射功率发射的优点和特征波束赋形法能够使得接收端的接收功率最大的优点，实现简单，计算量非常小，且对现有实现改动很小，较好的解决了特征波束赋形法最大发射功率不能达到天线阵的最大发射功率的问题，具有一定功率增益。实际中可以选择三种实现方案中的任何一种加以实现。

本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1、一种波束赋形方法，其特征在于，包括如下步骤：

①、基站根据特征波束赋形方法获得第一赋形系数；

②、对所述第一赋形系数进行变换得到第二赋形系数；

③、所述基站使用所述第二赋形系数进行所述波束赋形。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变换的步骤为：

A、查找所述第一赋形系数中模值最大的权值项；

B、判断所述模值最大的权值项对应的天线单元的待发射功率是否大于天线单元允许的最大发射功率，若是则执行步骤D，若否则执行步骤C；

C、将所述第一赋形系数赋值给所述第二赋形系数，然后执行步骤I；

D、对所述模值最大的权值项进行变换，得到变换后的赋形系数；

E、判断所述变换后的赋形系数中，除所述模值最大的权值项之外，是否存在待发射功率不等于所述天线单元允许的最大发射功率的未处理权值项，若存在，则执行步骤G；若不存在，则执行步骤F；

F、将所述变换后赋形系数赋值给所述第二赋形系数，然后执行步骤I；

G、将所述变换带来的功率损失分配给所述未处理权值项，得到重新分配功率后的赋形系数；

H、将所述重新分配功率后的赋形系数赋值给第一赋形系数，然后执行步骤A；

I、使用所述第二赋形系数进行所述波束赋形。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤D中根据下述算式进行所述变换：

$w_{\mathrm{ka}\_\max }^{\′}=\frac{w_{\mathrm{ka}\_\max }}{\left|\right|w_{\mathrm{ka}\_\max }\left|\right|}*\sqrt{P_{\max }}$

其中，w_{ka_max}为所述第一赋形系数中模值最大的权值项，‖w_{ka_max}‖表示对w_{ka_max}取模值，P_max为所述天线单元最大发射功率，

为所述w_{ka_max}经变换后获得的权值。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤G中，根据下述算式进行所述分配操作：

ka＝1，2，...，Ka，ka≠ka_max，且‖w_ka‖²≠P_max

其中，ΔP_ka表示分配给第ka个天线单元对应的权值项的功率，P_l所述第一赋形系数中模值最大的权值项经变化后所产生的功率损失，P_sum，ka为所述未处理权值项的功率总和，P_max为所述天线单元允许的最大发射功率。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述P_l根据下述算式获得： $P_l={\left|\right|w_{\mathrm{ka}\_\max }\left|\right|}^2-{\left|\right|w_{\mathrm{ka}\_\max }^{\′}\left|\right|}^2$

所述P_sum，ka根据下述算式获得：

其中，w_{ka_max}为所述第一赋形系数中模值最大的权值项，

为w_{ka_max}经变换后获得的权值，P_max为所述天线单元允许的最大发射功率，Ka为天线单元个数。

6、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤G中，根据如下算式进行所述分配操作：

$w_{{\mathrm{ka}}_{\max }}^{\′}=\frac{w_{{\mathrm{ka}}_{\max }}\sqrt{(P_l+{\left|\right|w_{{\mathrm{ka}}_{\max }}\left|\right|}^2)}}{\left|\right|w_{{\mathrm{ka}}_{\max }}\left|\right|}$

其中，P_l为所述第一赋形系数中模值最大的权值项经变化后所产生的功率损失，根据下述算式得到：

$P_l={\left|\right|w_{\mathrm{ka}\_\max }\left|\right|}^2-{\left|\right|w_{\mathrm{ka}\_\max }^{\′}\left|\right|}^2$

w_{ka_max}为所述第一赋形系数中模值最大的权值项，为w_{ka_max}经变换后获得的权值，

为所述未处理权值项中模值最大的权值项，ka_max满足下述算式：

${\mathrm{ka}}_{\max }=\underset{\mathrm{ka}}{\max }\left(w_{\mathrm{ka}}\right);\mathrm{ka}=\mathrm{1,2},...,\mathrm{Ka},$

ka≠ka_max，且‖w_ka‖²≠P_max

为获取模值最大的权值项对应下标的函数，P_max为所述天线单元允许的最大发射功率。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变换的步骤为：

A、查找所述第一赋形系数中模值最大的权值项；

B、判断所述模值最大的权值项对应的天线单元的待发射功率是否大于天线单元允许的最大发射功率，若是则执行步骤D，若否则执行步骤C；

C、将所述第一赋形系数赋值给所述第二赋形系数，然后执行步骤F；

D、对各天线单元对应的权值进行变换，得到变换后的赋形系数；

E、将所述变换后的赋形系数赋值给所述第二赋形系数；

F、使用所述第二赋形系数进行所述波束赋形。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤D中，根据下述算式进行所述变换：

$w_{\mathrm{ka}}^{\′}=\frac{w_{\mathrm{ka}}}{\left|\right|w_{\mathrm{ka}}\left|\right|}*\sqrt{P},$ ka＝1，2，...，Ka

其中， $P=\min (\frac{1}{\mathrm{Ka}}\underset{\mathrm{ka}=1}{\overset{\mathrm{Ka}}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\right|w_{\mathrm{ka}}\left|\right|}^2,P_{\max }),$ Ka为天线单元个数，min()表示取最小值的函数，P_max为所述天线单元允许的最大发射功率。

9、一种波束赋形装置，包括：

特征波束赋形计算单元，用于根据特征波束赋形方法计算获得第一赋形系数；

赋形发送单元，用于根据赋形系数进行天线信号的赋形发送；

其特征在于，还包括：

变换分配单元，用于对所述第一赋形系数进行变换从而获得第二赋形系数；

所述赋形发送单元使用第二赋形系数对所述天线信号进行赋形发送。

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