CN101425832A - 一种基于零陷展宽的自适应多用户波束成形方法 - Google Patents

Abstract

一种基于零陷展宽的自适应多用户波束成形方法，预先选取多组波达角即DOA角度组合，每组包含N个用户的DOA角度，采用零陷展宽算法计算出各组N个用户的发射权值后进行正交化，得到各用户最终的发射权值并作为码本保存，N为要复用相同资源的用户数量，N≥2；波束成形时，基站接收上行信号，估计出各用户所在位置对应的DOA角度，将满足分组约束条件的N个用户分入一个用户组，对每一用户组，根据其中N个用户的DOA角度，从预先选取的DOA角度组合中匹配到一组最接近的DOA角度组合，使用所述码本中该DOA角度组合对应的N个用户的发射权值。本发明使得至少2个用户可以利用相同的时、频、码资源，复用系统资源。

Description

一种基于零陷展宽的自适应多用户波束成形方法

技术领域：

本发明涉及多输入多输出(MIMO：Multiple Input and Multiple Output)无线移动通信系统中的智能天线波束赋形技术，更具体地，涉及一种基于波束零陷展宽的自适应多用户波束成形(beamforming)方法。

背景技术：

多输入多输出系统由于可以有效提高信道容量，已成为LTE的研究中一项倍受人们关注的技术。

针对多用户使用的预编码方法的基本思想是：发射端发射机已知所有用户的信道信息，根据所有用户的信道信息，通过多用户信号分离算法对于多用户间的信号进行分离，消除用户之间的干扰，达到同时同频传输多用户信号的目的。

要使用该预编码方法，对于下行链路来讲，基站(如NodeB)需要知道多个用户各自的下行信道矩阵，这类基于信道信息进行用户间干扰消除的MU-MIMO方法存在的瓶颈是：在FDD模式下，得到信道信息是比较困难的，利用码本反馈信道信息需要耗费很大的开销且反馈的信道矩阵准确性低。

为了应对上述困难，波束成形的方法通过用户所在方位来区分用户，从而可以实现多个用户复用相同的时间频率资源。对于小天线间距(0.5λ)情况下的MIMO系统，更加适合于应用波束成形技术。

在多用户MIMO模式中，可以通过设计合适的发射天线和接收天线的权值矢量来设计赋形波束的方向，区分多用户的信号，去除用户间干扰。

但是，如何在不使用编码的情况下，仅仅利用多天线技术，多用户同时同频复用系统资源一直是尚未解决的难题。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种基于波束零陷展宽的自适应多用户波束成形方法，使得至少2个用户可以利用相同的时、频、码资源，复用系统资源。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于零陷展宽的自适应多用户波束成形方法，包括：

权值码本的生成：预先选取多组波达角即DOA角度组合，每组包含N个预先选取的DOA角度，采用零陷展宽算法计算出各组N个用户的发射权值后进行正交化，得到各用户最终的发射权值并作为码本保存，N为要复用相同资源的用户数量，N≥2；

自适应多用户波束成形：基站接收上行信号，估计出各用户所在位置对应的DOA角度，将满足分组约束条件的N个用户分入一个用户组，对每一用户组，根据其中N个用户的DOA角度，从预先选取的DOA角度组合中匹配到一组最接近的DOA角度组合，按所述码本中该该匹配到的DOA角度组合对应的N个用户的发射权值发射该用户组中各用户的下行信号。

进一步地，上述的自适应多用户波束成形方法还可具有以下特点：

所述复用相同资源的用户数量N等于2，自适应多用户波束成形时，基站将两个用户分入同一用户组时采用的分组约束条件包括：

对于任意两个用户U_j、U_k，用户U_j的DOA角度θ_j和用户U_k的DOA角度θ_k需满足：|θ_j-θ_k|≥δ×Δθ；其中，δ的取值范围为：0.5≤δ≤2，Δθ为零陷展宽算法所使用的零陷宽度值，Δθ≤40°。

进一步地，上述的自适应多用户波束成形方法还可具有以下特点：所述δ的取值范围为：1≤δ≤1.5。

进一步地，上述的自适应多用户波束成形方法还可具有以下特点：采用8天线时，Δθ的取值范围为：25°≤Δθ≤30°。

进一步地，上述的自适应多用户波束成形方法还可具有以下特点：

所述分组约束条件还包括：对于任意两个用户U_j、U_k，用户U_j的DOA角度θ_j和用户U_k的DOA角度θ_k需满足：|θ_j-θ_k|≥Δφ；其中，使用8根发送天线时：Δφ>10°，使用4根发送天线时：Δφ>20°。

进一步地，上述的自适应多用户波束成形方法还可具有以下特点：使用8根发送天线时：Δφ>20°，使用4根发送天线时：Δφ>40°。

进一步地，上述的自适应多用户波束成形方法还可具有以下特点：所述分组约束条件还包括以下条件中的一种或两种：

对于任一用户的峰均比，需满足峰均比>峰均比门限值；其中，若基站根据接收到的上行信号得到用户U_i对应的波束图主瓣的增益值为P_i，波束图增益的均值为Q_i，则用户U_i的峰均比为P_i/Q_i；所述峰均比门限值大于2；

对于任一用户的旁瓣主瓣增益比，需满足旁瓣主瓣增益比<旁瓣主瓣增益比门限值；其中，若基站根据接收信号得到用户U_i所对应的波束图中除主瓣外增益最大的方向的波束增益值为P₂；用户U_i所对应的波束图的主瓣波束增益值P₁，则所述旁瓣主瓣增益比为P₂/P₁；所述旁瓣主瓣增益比门限值小于-5dB。

进一步地，上述的自适应多用户波束成形方法还可具有以下特点：在权值码本的生成过程中，计算用户发射权值的方法如下：

假定用户组中包含的用户为U₁，...，U_i-1，U_i，U_i+1，...，U_N，各用户对应的DOA角度为θ₁，...，θ_i-1，θ_i，θ_i+1，...，θ_N，对于用户组中的用户U_i，是用该用户U_i的DOA角度θ_i作为主瓣方向，并以该组中其他用户的DOA角度θ₁，...，θ_i-1，θ_i+1，...，θ_M作为零陷方向，采用零陷展宽算法生成该用户U_i的发射权值，1≤i≤N。

进一步地，上述的自适应多用户波束成形方法还可具有以下特点：在权值码本的生成过程中，选取DOA角度组合的方法如下：

预定义扫描角度的粒度间隔Δφ；将N个用户的DOA角度分别从-60°～60°以Δφ为间隔进行遍历取值，N个用户协同取值时即得到((120°/Δφ°)+1)^N种DOA角度组合，将该((120°/Δφ°)+1)^N种DOA角度组合作为预先选取的DOA角度组合，或者至少将该((120°/Δφ°)+1)^N种DOA角度组合中满足所述分组约束条件的部分DOA角度组合作为预先选取的DOA角度组合，所述预先选取的DOA角度指从-60°～60°以Δφ为间隔进行遍历取值得到的DOA角度。

进一步地，上述的自适应多用户波束成形方法还可具有以下特点：

自适应多用户波束成形过程中，进行DOA角度组合的匹配时，对每一用户组，是根据其中每一用户的DOA角度，分别从预先选取的角度值中选出与其差值的绝对值最小的一个取值，将选出的N个取值构成的DOA角度组合作为所匹配到的一组最接近的DOA角度组合。

进一步地，上述的自适应多用户波束成形方法还可具有以下特点：Δφ的取值范围为3°～6°。

可以看出，本发明给出了一种用于多用户波束成形的方案，利用波束零陷展宽技术和权值正交化技术，配合几种分组约束条件，可以使得至少2个用户利用相同的时、频、码资源，复用系统资源。本发明在不使用编码的情况下，仅仅利用多天线技术，实现了多用户同时同频复用系统资源。

附图说明：

图1是本发明实施例基于零陷展宽的自适应多用户波束成形方法的流程图；

图2是在随机输入信号序列长度为15时得到的零陷展宽波束图；

图3是在随机输入信号序列长度为15时得到的另一零陷展宽波束图；

图4是随机输入信号序列长度为1500时得到的零陷展宽波束图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明进行详细阐述，以两个用户配对复用相同资源的情况为例，但本发明不限于两用户的情况。

图1示出了本实施例方法的流程图，首先需完成权值码本的生成，在自适应多用户波束成形时使用。权值码本的生成即要计算并存储所有可能发生的情况下两个用户的发射权值，具体包括：

第一步：预定义扫描角度的粒度间隔Δφ，Δφ的取值范围较佳为3°～6°；

第二步：将两个用户的DOA(Direction of Arrival，波达角)角度分别从-60°～60°以Δφ为间隔进行遍历取值，每个用户需计算的情况有(120°/Δφ°)+1种，两用户协同取值时可以得到((120°/Δφ°)+1)²种DOA角度组合，每种DOA角度组合中包括两个预先选取的DOA角度；

所谓预先选取的DOA角度是从-60°～60°以Δφ为间隔进行遍历取值得到的DOA角度，例如，在Δφ的取值为5°时，该预先选取的DOA角度即为-60°，-55°，-50°，......0°，5°，......，55°，60°。因此该步得到的DOA角度组合也可称为预先选取的DOA角度组合。

对于一些明显不满足下文中的分组约束条件的DOA角度组合也可以在计算前排除。如可以排除{-60°，-60°}或{-60°，-57°}等等DOA角度组合。但至少要将该((120°/Δφ°)+1)^N种DOA角度组合中满足所述分组约束条件的部分DOA角度组合作为预先选取的DOA角度组合。不过这并非是必须的。

第三步：对于((120°/Δφ°)+1)²种DOA角度组合进行遍历，对每种DOA角度组合，根据零陷展宽算法得到两个用户分别使用的固定的发射权值；

对于两用户的MIMO，每组内两个用户{用户一，用户二}，对应的DOA角度分别为θ₁，θ₂为例，每个用户一列发射权值。根据零陷展宽算法，组内每个用户生成波束权值在该用户自己的DOA方向形成主瓣，在组内其它用户DOA方向生成零陷。

当有N个用户被分为同一组时即同时工作时，假定用户组中包含的用户为U₁，...，U_i-1，U_i，U_i+1，...，U_N，各用户对应的DOA角度为θ₁，...，θ_i-1，θ_i，θ_i+1，...，θ_N，对于用户组中的用户U_i，是用该用户U_i的DOA角度θ_i作为主瓣方向，并以该组中其他用户的DOA角度θ₁，...，θ_i-1，θ_i+1，...，θ_M作为零陷方向，采用零陷展宽算法生成用户U_i的发射权值，1≤i≤N。

第四步：对每种DOA角度组合内的两个用户的发射权值进行正交化，将每种DOA角度组合的正交化后的发射权值存储为发射权值码本供调用。

本发明对具体的正交化算法并不做限定，如可以采用Gram-Schmidt(施密特)正交化算法对组内用户的发射权值进行正交化。

假定用户一和用户二的发射权值分别为u1、u2；正交化后用户一和用户二的发射权值分别v1、v2，则有：

v1＝u1；

$v2=u2-\frac{(u2,v1)}{{\left|\right|v1\left|\right|}^2}v1;$

上式中(·)表示内积，即u2*v1^H；‖·‖表示取模。

下面以为用户二生成发射权值为例说明一下第三步的运算。

用户二的主瓣方向θ_d＝θ₂，干扰的入射角度即零陷方向为θ₁，在数据失配的情况下，角度的最大变化量即零陷宽度为Δθ(Δθ的取值范围可参下文零陷展宽约束条件中的介绍)，按两点分布考虑。入射角左边扰动为pΔθ，右边扰动为qΔθ，p为左扰动幅度，q为右扰动幅度，且p+q＝1。

先根据零陷方向θ₁和零陷宽度Δθ计算用户二的协方差矩阵R，具体的计算过程如下：

由于干扰功率的大小只影响零陷的深度，可假设两个干扰的功率相等。这样，两个干扰形成的左扰动导向矢量(即θ₁+pΔθ方向对应的导向矢量)a(θ₁+pΔθ)和右扰动导向矢量(即θ₁-qΔθ方向对应的导向矢量)a(θ₁-qΔθ)为：

                (式1)

                (式2)

在(式1)和(式2)中，记：

如果Δθ很小则有：

                   (式3)

                   (式4)

把(式3)，(式4)分别代入(式1)和(式2)可以看到，对于固定的入射角，|cosθ₁|≤1，考虑最大的角度扩散，在这里取|cosθ₁|＝1，这样设

这样，(式1)、(式2)可以变化为：

(式5)

(式6)

其中，a(θ₁)为零陷中心方向导向矢量。

记(式5)(式6)中的

并且令：

          (式7)

          (式8)

这样，接收的信号可以表示为：

X₊(t)＝BAS(t)+Bn(t)               (式9)

X_(t)＝C^HAS(t)+C^Hn(t)         (式10)

其中X₊(t)表示从θ₁+pΔθ入射的干扰信号，而X_(t)表示从θ₁-qΔθ入射的干扰信号；S(t)表示输入信号，n(t)表示噪声信号。

分别取两个干扰信号形成的协方差矩阵，并且由于BB^H＝I和CC^H＝I，所以有：

$R^{+}=E\left[X_{+}\left(t\right)X_{+}^H\left(t\right)\right]={\mathrm{BAPA}}^H{B}^H+{\mathrm{\&sigma;}}^{2}I$              (式11)

$R^{-}=E\left[X_{-}\left(t\right)X_{-}^H\left(t\right)\right]={C^H\mathrm{APA}}^{H}C+{\mathrm{\&sigma;}}^{2}I$              (式12)

其中，A＝a(θ₁)，P为S(t)的协方差，I为单位矩阵。

由于(式11)、(式12)是在信号分成两部分的基础上得出的协方差矩阵，需要将两个矩阵进行算术平均，这样得到的协方差矩阵为：

$R=\frac{1}{2}(R^{+}+R^{-})=\frac{1}{2}({\mathrm{BAPA}}^H{B}^H+C^H{\mathrm{APA}}^{H}C)+{\mathrm{\&sigma;}}^{2}I$      (式13)

得到用户二的协方差矩阵R后，将其带入线性约束最小方差算法(LCMV准则)公式，得到用户二的带有零陷的发射权值w，从而完成波束赋形算法。

线性约束最小方差算法在某个线性约束条件下，使阵列输出的方差最小。线性约束最小方差算法公式为：

w＝R^-1a(θ_d)[a^H(θ_d)R^-1a(θ_d)]^-1g；其中，g为归一化常数。

采用以上步骤可计算得到用户二的发射权值。对于用户一，如果取θ_d＝θ₁，以用户二的主瓣方向θ₂为零陷方向，采用上述步骤可以计算得到用户一的发射权值。

在另一实施方式中，计算用户二的协方差矩阵R时还可以采用另一种方式，即根据零陷方向θ₁、零陷宽度Δθ、左扰动幅度p以及NodeB估计得到的接收信号中用户二对应的原始协方差矩阵

来计算，具体过程如下：

从(式13)可以看出，由于矩阵B和C没有入射角信息，最终得到的协方差矩阵为接收信号协方差矩阵的算术运算，扰动的均值m为：

m＝(2p-1)Δθ                 (式14)

均值的不同代表扰动中心位置的不同，显然p＝0.5时扰动中心在入射角的方向；扰动的方差∑²为：

∑²＝4Δθ²p(1-p)       (式15)

作为扰动和中心角偏差的一种度量，方差越大，则表示对扰动的影响越大，当p＝0.5时∑²达到最大。由于扰动，∑²表示对扰动抑制，从而影响接收信号的信干噪比。

此外，观察(公式7)和(公式8)可知，当p＝0.5时有B＝C，由于B和C均为以指数函数为特征值的对角矩阵，设

中的元素

1≤i，j≤M，M为的行数；那么对于其中的元素

经过

的运算以后为：

                  (式16)

而经过

运算以后的元素为：

                  (式17)

其中，exp(x)表示e^x。

经过(式13)的运算可以把矩阵对应元素做平均得到矩阵R，矩阵R中的对应元素为：

               (式18)

从(式18)可以看到，经过(式13)的运算以后得到的矩阵为接收信号协方差矩阵对应元素的运算，定义矩阵T，其中的元素为：

                 (式19)

对矩阵

做如下运算：

                        (式20)

其中，“

”表示Hadamard(哈达玛特)积。经过上述运算得到的矩阵(以式20或式18表示)和式13得到的矩阵一样，但可以减少运算量。

在实际运行时按以下步骤完成自适应多用户波束成形：

步骤A：基站接收各用户的上行信号，利用MUSIC、Capon等DOA估计算法分别估计出各用户所在的位置对应的DOA角度；

步骤B：根据预设的分组约束条件，对各用户进行配对得到一个或多个用户组，每一用户组中包含两个用户；

本实施例分组约束条件包括与用户的DOA角度有关的零陷展宽的约束条件和权值正交化的约束条件，还可以增加波束图峰均比的约束条件和波束图旁瓣主瓣增益比的约束条件。

步骤C：对每一用户组，根据该用户组中每一用户的DOA角度，分别从-60°～60°以Δφ为粒度间隔的预先选取的DOA角度取值中选出与其差值的绝对值最小的一个取值，调用由选出的两个取值构成的DOA角度组合对应的发射权值码本，作为该两个用户下行信号发射所使用的最终的发射权值。

以上是两用户的情况，对于更多用户的情况也可以通过遍历得到这些用户的每种DOA角度组合，并通过零陷展宽算法得到每种DOA角度组合对应的一组发射权值，正交化后保存为发射权值的码本。在实际运行时，也可以按上述步骤对用户分组，并匹配到相应的码本，进而得到各用户的发射权值，完成自适应多用户波束成形。

下面逐一介绍一下步骤B中的几种约束条件，应说明的是，以下条件仅作为示例，本发明不限于下文介绍的这些示例。

分组约束条件包括：零陷展宽约束条件，权值正交化约束条件，峰均比约束条件，旁瓣主瓣增益比约束条件；下面分别进行详细介绍。

零陷展宽约束条件：

对于任意两个用户：用户i和用户j，当其所在位置对应的DOA角度分别为θ_i和θ_j时，零陷展宽约束条件为：

|θ_i-θ_j|≥δ×Δθ；

其中，δ为常数，取值范围为：0.5≤δ≤2；优选地1≤δ≤1.5。

上述Δθ为零陷宽度，是零陷展宽算法中的一个重要参数，这个参数表示零陷展宽算法所设置的零陷应该达到的宽度。根据仿真验证，当Δθ小于40度时，零陷范围内波束能量几乎为零，性能较好；当Δθ大于40度时，零陷范围内会有波束凸起，不利于使用。

因此，在后续步骤采用零陷展宽算法计算发射权值时，Δθ取值不应大于40度；但是Δθ取值过小也达不到零陷展宽的目的，采用8天线时，Δθ优选的取值范围为25～30度。

权值正交化约束条件：

对于任意两个用户：用户i和用户j，当其所在位置对应的DOA角度分别为θ_i和θ_j时，权值正交化约束条件为：|θ_i-θ_j|≥Δφ。

使用8根发送天线时：Δφ>10°，优选地，Δφ>20°。

使用4根发送天线时：Δφ>20°，优选地，Δφ>40°。

由于两组权值之间的正交是两数据流间无干扰的必要条件，正交化后有可能实现两数据流间无干扰；若u1、u2为正交化前的权值，v1，v2为正交化后的权值，对u2做正交化后，得到的权值v2对应的波束在u1主方向形成零陷，即正交化不影响形成零陷的性能。

通过大量仿真验证，得到以下结论：

当使用8根发送天线时，当两权值向量对应的波束中心角间隔大于20度时，可以认为正交化对波束性能没有影响；

当使用4根发送天线时，当两权值向量对应的波束中心角间隔大于40度时，可以认为正交化对波束性能没有影响；

但是，当两权值向量对应的波束中心角间隔过于接近时(例如，使用8根发送天线时间隔小于20度，使用4根发送天线时间隔小于40度)波束发生形变，原因在于权值v2所产生的波束既要在u2方向形成主瓣，又要在u1方向形成零陷，由于波束宽度的原因，这一点是无法做到的，所以波束就会发生非所要求的形变。

也就是说，如果用户i和用户j不满足上述权值正交化约束条件，则不适于采用零陷展宽算法生成权值，即不能将用户i和用户j分在一组进行后续的采用零陷展宽算法生成权值的操作。

峰均比约束条件

这个约束条件是限制NodeB的接收信号中用户所对应的波束图主瓣的增益与该用户所对应的波束图增益均值的比需要大于一门限值(称为峰均比门限值)，这样保证了当主瓣的增益不是足够大时，将不能通过约束条件，从而不能进行后续的多用户波束赋形算法，即不能将该用户与其它用户分为一组。

峰均比约束条件为：峰均比>峰均比门限值。

其中，若NodeB根据接收信号得到用户i对应的波束图主瓣的增益值为P_i，用户i对应的波束图增益的均值为Q_i，则用户i的峰均比为P_i/Q_i。

上述峰均比门限值可通过仿真确定，峰均比门限值可以大于2。

旁瓣主瓣增益比约束条件：

这个约束条件是限制NodeB的接收信号中用户所对应的波束图最大旁瓣的增益与主瓣增益的比必须小于一门限值(称为旁瓣主瓣增益比门限值)，这样保证了若旁瓣的增益过大时不能通过约束条件，从而不能进行后续的多用户波束赋形算法，即不能将该用户与其它用户分为一组。

若NodeB根据接收信号找到用户所对应的波束图中除主瓣外增益最大的方向(即主瓣边零陷以外的方向)后，估计得到此方向的波束增益值为P₂；该用户所对应的波束图的主瓣波束增益值P₁，则旁瓣主瓣增益比约束条件为：P₂/P₁<旁瓣主瓣增益比门限值。

旁瓣主瓣增益比门限值可以通过仿真确定，例如，旁瓣主瓣增益比门限值的取值范围可以是小于或等于0dB，优选地，旁瓣主瓣增益比门限值可以等于-5dB。

在上述4个分组约束条件中，零陷展宽约束条件为必须满足的条件，即同一用户组中的任意两个用户的DOA角度必须满足零陷展宽约束条件。而其余3个约束条件为可选的条件。如可以只采用零陷展宽约束条件和权值正交化约束条件进行用户配对。

下面将结合附图对本发明根据零陷展宽算法生成的发射权值对应的波束图进行描述，以验证采用零陷展宽算法生成的发射权值的有效性。

仿真验证中要求在45°和-30°两个方向形成零陷，而在10°方向形成主瓣。如附图所示，图2和图3为按本发明方法，随机输入信号x的序列长度为15时所形成的波束图，图4为按本发明方法，随机输入信号x的序列长度为1500时所形成的波束图。从附图中可以看出无论输入信号序列长短，所生成的波束都可以满足展宽的零陷和主瓣的方向。只是序列较短时，由于输入信号的随机性，所生成的波束图不稳定，旁瓣有时会比较大。随着输入信号序列长度的增加，算法所生成的波束图趋于稳定，且旁瓣增益不断减小。

Claims (11)

1、一种基于零陷展宽的自适应多用户波束成形方法，包括：

权值码本的生成：预先选取多组波达角即DOA角度组合，每组包含N个预先选取的DOA角度，采用零陷展宽算法计算出各组N个用户的发射权值后进行正交化，得到各用户最终的发射权值并作为码本保存，N为要复用相同资源的用户数量，N≥2；

自适应多用户波束成形：基站接收上行信号，估计出各用户所在位置对应的DOA角度，将满足分组约束条件的N个用户分入一个用户组，对每一用户组，根据其中N个用户的DOA角度，从预先选取的DOA角度组合中匹配到一组最接近的DOA角度组合，按所述码本中该匹配到的DOA角度组合对应的N个用户的发射权值发射该用户组中各用户的下行信号。

2、如权利要求1所述的自适应多用户波束成形方法，其特征在于：

所述复用相同资源的用户数量N等于2，自适应多用户波束成形时，基站将两个用户分入同一用户组时采用的分组约束条件包括：

对于任意两个用户U_j、U_k，用户U_j的DOA角度θ_j和用户U_k的DOA角度θ_k需满足：|θ_j-θ_k|≥δ×Δθ；其中，δ的取值范围为：0.5≤δ≤2，Δθ为零陷展宽算法所使用的零陷宽度值，Δθ≤40°。

3、如权利要求2所述的自适应多用户波束成形方法，其特征在于，所述δ的取值范围为：1≤δ≤1.5。

4、如权利要求2所述的自适应多用户波束成形方法，其特征在于，采用8天线时，Δθ的取值范围为：25°≤Δθ≤30°。

5、如权利要求2所述的自适应多用户波束成形方法，其特征在于，

所述分组约束条件还包括：对于任意两个用户U_j、U_k，用户U_j的DOA角度θ_j和用户U_k的DOA角度θ_k需满足：|θ_j-θ_k|≥Δφ；其中，使用8根发送天线时：Δφ>10°，使用4根发送天线时：Δφ>20°。

6、如权利要求5所述的自适应多用户波束成形方法，其特征在于，使用8根发送天线时：Δφ>20°，使用4根发送天线时：Δφ>40°。

7、如权利要求2或5中任一权利要求所述的自适应多用户波束成形方法，其特征在于，所述分组约束条件还包括以下条件中的一种或两种：

对于任一用户的峰均比，需满足峰均比>峰均比门限值；其中，若基站根据接收到的上行信号得到用户U_i对应的波束图主瓣的增益值为P_i，波束图增益的均值为Q_i，则用户U_i的峰均比为P_i/Q_i；所述峰均比门限值大于2；

对于任一用户的旁瓣主瓣增益比，需满足旁瓣主瓣增益比<旁瓣主瓣增益比门限值；其中，若基站根据接收信号得到用户U_i所对应的波束图中除主瓣外增益最大的方向的波束增益值为P₂；用户U_i所对应的波束图的主瓣波束增益值P₁，则所述旁瓣主瓣增益比为P₂/P₁；所述旁瓣主瓣增益比门限值小于-5dB。

8、如权利要求1、2或5所述的自适应多用户波束成形方法，其特征在于，在权值码本的生成过程中，计算用户发射权值的方法如下：

假定用户组中包含的用户为U₁，...，U_i-1，U_i，U_i+1，...，U_N，各用户对应的DOA角度为θ₁，...，θ_i-1，θ_i，θ_i+1，...，θ_N，对于用户组中的用户U_i，是用该用户U_i的DOA角度θ_i作为主瓣方向，并以该组中其他用户的DOA角度θ₁，...，θ_i-1’θ_i+1’...，θ_M作为零陷方向，采用零陷展宽算法生成该用户U_i的发射权值，1≤i≤N。

9、如权利要求8所述的自适应多用户波束成形方法，其特征在于，在权值码本的生成过程中，选取DOA角度组合的方法如下：

预定义扫描角度的粒度间隔Δφ；将N个用户的DOA角度分别从-60°～60°以Δφ为间隔进行遍历取值，N个用户协同取值时即得到((120°/Δφ°)+1)^N种DOA角度组合，将该((120°/Δφ°)+1)^N种DOA角度组合作为预先选取的DOA角度组合，或者至少将该((120°/Δφ°)+1)^N种DOA角度组合中满足所述分组约束条件的部分DOA角度组合作为预先选取的DOA角度组合，所述预先选取的DOA角度指从-60°～60°以Δφ为间隔进行遍历取值得到的DOA角度。

10、如权利要求1或9所述的自适应多用户波束成形方法，其特征在于：

自适应多用户波束成形过程中，进行DOA角度组合的匹配时，对每一用户组，是根据其中每一用户的DOA角度，分别从预先选取的DOA角度中选出与其差值的绝对值最小的一个取值，将选出的N个取值构成的DOA角度组合作为所匹配到的一组最接近的DOA角度组合。

11、如权利要求9所述的自适应多用户波束成形方法，其特征在于：Δφ的取值范围为3°～6°。

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