CN101527590B - 一种自适应波束形成方法及装置 - Google Patents

一种自适应波束形成方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101527590B
CN101527590B CN 200810101437 CN200810101437A CN101527590B CN 101527590 B CN101527590 B CN 101527590B CN 200810101437 CN200810101437 CN 200810101437 CN 200810101437 A CN200810101437 A CN 200810101437A CN 101527590 B CN101527590 B CN 101527590B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
adaptive beam
diagonal
covariance matrix
spatial covariance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 200810101437
Other languages
English (en)
Other versions
CN101527590A (zh
Inventor
张翼鹏
卢勤博
辛胜利
李金凤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZTE Corp
Original Assignee
ZTE Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZTE Corp filed Critical ZTE Corp
Priority to CN 200810101437 priority Critical patent/CN101527590B/zh
Publication of CN101527590A publication Critical patent/CN101527590A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101527590B publication Critical patent/CN101527590B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Radio Transmission System (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种自适应波束形成权值的方法，包括步骤：在接收多路采样信号后，根据所述多路采样信号得到空间协方差矩阵估计和多路采样信号的信噪比；根据所述信噪比获得对角加载量，并根据对角加载量对空间协方差矩阵估计进行对角加载；将训练序列进行调制以得到期望信号，并将所述多路采样信号与期望信号进行相关运算以得到相关向量；根据所述经过对角加载后的空间协方差矩阵估计和所述相关向量生成自适应波束形成权值，并根据所述自适应波束形成权值对多路采样信号进行加权求和以输出一路自适应波束信号。本发明还相应提供一种自适应波束形成装置。借此，本发明可以在形成自适应波束的过程中减少计算量，提高波束形成的稳健性，并且实现简单。

Description

一种自适应波束形成方法及装置
技术领域
本发明涉及移动通讯领域，尤其涉及一种自适应波束形成方法及装置。
背景技术
近年来，随着无线通信用户数目的迅速增长，通信系统如GSM(GlobalSystem for Mobile communication，全球移动通信系统)的抗干扰问题受到越来越多的关注。
智能天线技术可以利用信号和干扰的空间传播特性不同，进行空域滤波，增强信号和抑制干扰等。智能天线技术采用空间分离的多根天线组成天线阵，每个阵元的接收信号经过适当的加权求和，实现定向接收。加权求和实质是调整各路信号的幅度和相位，使期望信号相干叠加得到增强，而干扰相消得到抑制。一组加权向量对应一定的波束图案。智能天线中的自适应波束形成技术则能够根据接收信号的特征自动调节加权向量，使波束图案的主瓣对准期望信号方向，而波束零陷(或部分零陷)对准干扰方向，从而起到抑制干扰的作用。对于上行接收，自适应波束形成技的性能决定了智能天线系统对通信系统的改善程度。从20世纪90年代开始，人们对自适应波束形成技术在通讯中的应用进行了大量理论研究。然而，由于实现复杂度以及稳健性等方面的原因，实际应用还较少。
Alexander Kuchar提出的“一种基于DOA的实时智能天线处理器”(AReal-Time DOA-B ased Smart Antenna Processor，IEEE Transaction on VehicularTechnology，Vol.51，pp.1279-1293，Nov.2002)，该实时智能天线处理器的自适应波束形成方法包括如下：首先对接收信号进行方位估计，接着判断各方向是期望信号还是干扰，然后根据期望信号和干扰的方向分布设计波束形成的权值，最后根据权值进行加权求和来形成自适应波束。该技术存在如下缺陷：计算量大，实现复杂和稳健性差。
中国发明专利CN1797985A公开了一种智能天线自适应波束形成及数据解调方法，该方法实质上是一种对角加载的最小二乘波束形成方法，其对角加载量为噪声功率。该方法通过对角加载可以避免对奇异矩阵求逆，提高自适应波束形成的稳健性，但是该方法需要估计空间协方差矩阵的条件数，增大了计算量，并且利用噪声功率进行对角加载时，若为高信干噪比，其采用的对角加载量较小，波束形成存在不稳健的问题。
综上可知，现有的自适应波束形成技术方案在实际使用上，显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的第一目的在于提供一种自适应波束形成方法，该方法可以在形成自适应波束的过程中减少计算量，提高波束形成的稳健性，并且实现简单。
本发明的第二目的在于提供一种自适应波束形成装置，该装置可以在形成自适应波束的过程中减少计算量，提高波束形成的稳健性，并且实现简单。
为了实现上述第一目的，本发明提供一种自适应波束形成权值的方法，所述方法包括如下步骤：
A、在接收多路采样信号后，根据所述多路采样信号得到空间协方差矩阵估计和所述多路采样信号的信噪比；
B、根据所述信噪比获得对角加载量，并根据所述对角加载量对所述空间协方差矩阵估计进行对角加载；
C、将训练序列进行调制以得到期望信号，并将所述多路采样信号与所述期望信号进行相关运算以得到相关向量；
D、根据所述经过对角加载后的空间协方差矩阵估计和所述相关向量生成自适应波束形成权值，并根据所述自适应波束形成权值对所述多路采样信号进行加权求和以输出一路自适应波束信号。
根据本发明自适应波束形成权值的方法，所述步骤B中，根据所述信噪比自适应获取所述对角加载量；和/或
所述信噪比为所述多路采样信号的平均信噪比。
根据本发明自适应波束形成权值的方法，所述对角加载量与平均信噪比成线性关系或非线性关系。
根据本发明自适应波束形成权值的方法，所述对角加载量L根据公式：L＝N·SNR/
Figure 2008101014379_1
得到，其中，N为阵元数，SNR为平均信噪比。
根据本发明自适应波束形成权值的方法，所述步骤B中的对角加载方法包括：将所述对角加载量与一单位对角阵相乘得到对角阵，并将所述空间协方差矩阵估计与所述对角阵的矩阵和赋予所述空间协方差矩阵估计。
根据本发明自适应波束形成权值的方法，所述步骤D中，根据所述经过对角加载后的空间协方差矩阵估计和所述相关向量按照最小均方误差准则生成所述自适应波束形成权值。
根据本发明自适应波束形成权值的方法，所述自适应波束形成权值
Figure S2008101014379D00031
按照公式：
Figure S2008101014379D00032
计算，其中，为经过对角加载后的空间协方差矩阵估计，
Figure S2008101014379D00034
为相关向量。
为了实现上述第二目的，本发明提供一种自适应波束形成装置，所述装置中包括自适应波束形成模块，所述自适应波束形成模块进一步包括：
空间协方差矩阵估计子模块，用于在接收多路采样信号后，根据所述多路采样信号得到空间协方差矩阵估计；
采样信号的平均信噪比计算子模块，用于在接收多路采样信号后，根据所述多路采样信号得到所述多路采样信号的信噪比；
对角加载子模块，用于根据所述信噪比获得对角加载量，并根据所述对角加载量对所述空间协方差矩阵估计进行对角加载；
训练序列调制子模块，用于将训练序列进行调制和符号旋转以得到期望信号；
相关向量计算子模块，用于将所述多路采样信号与所述期望信号进行相关运算以得到相关向量；
自适应波束形成子模块，用于根据所述经过对角加载后的空间协方差矩阵估计和所述相关向量生成自适应波束形成权值；
加权求和子模块，用于根据所述自适应波束形成权值对所述多路采样信号进行加权求和以输出一路自适应波束信号。
根据本发明的自适应波束形成装置，所述对角加载子模块用于根据所述信噪比自适应获取所述对角加载量，和/或用于将所述对角加载量与一单位对角阵相乘得到对角阵，并将所述空间协方差矩阵估计与所述对角阵的矩阵和赋予所述空间协方差矩阵估计以实现对所述空间协方差矩阵估计的对角加载。
根据本发明的自适应波束形成装置，所述自适应波束形成子模块用于根据所述经过对角加载后的空间协方差矩阵估计和所述相关向量按照最小均方误差准则生成所述自适应波束形成权值。
根据本发明的自适应波束形成装置，进一步包括：
信号预处理模块，用于在本自适应波束形成装置接收上行多路信号后，对该多路采样信号或对其中的一路采样信号进行预处理以得到基带信号，并对该基带信号进行采样得到采样信号；和/或
均衡解调模块，用于对所述加权求和子模块输出的一路自适应波束信号进行均衡解调。
本发明在接收多路采样信号后，根据所述多路采样信号得到空间协方差矩阵估计和所述多路采样信号的平均信噪比；然后根据所述平均信噪比获得对角加载量，并根据所述对角加载量对所述空间协方差矩阵估计进行对角加载；接着将训练序列进行调制以得到期望信号，并将所述多路采样信号与所述期望信号进行相关运算以得到相关向量；最后根据所述经过对角加载后的空间协方差矩阵估计和所述相关向量生成自适应波束形成权值，并根据所述自适应波束形成权值对所述多路采样信号进行加权求和以输出一路自适应波束信号。借此，本发明简化了波束形成过程，减少了计算量，实现简单，并且极大的提高了波束形成的稳健性。
附图说明
图1是本发明提供的自适应波束形成装置模块示意图；
图2是本发明优选实施例中的自适应波束形成装置处理原理图；
图3是本发明提供的自适应波束形成方法流程图；
图4是本发明优选实施例中的自适应波束形成方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的基本思想是：利用经调制的训练序列作为期望信号，并采用自适应对角加载技术对空间协方差矩阵估计进行对角加载处理，然后在基于MMSE(最小均方误差)原则下生成自适应波束形成权值，最后加权求和形成自适应波束。
本发明提供的自适应波束形成装置100如图1和图2所示，所述装置100包括：信号预处理模块101、自适应波束形成模块102和均衡解调模块103，其中：
信号预处理模块101，与自适应波束形成模块102相连接，用于在自适应波束形成装置100接收上行多路信号后如图2的x1(t)、x2(t)、x3(t)和x4(t)四路信号，对该多路采样信号或对其中的一路采样信号进行滤波放大、下边频等预处理以得到基带信号，并对该基带信号进行采样得到采样信号如图2的x1(k)、x2(k)、x3(k)和x4(k)四路采样信号。该信号预处理模块101和均衡解调模块103可以内置于自适应波束形成装置100，也可以外置于通信系统内的其他通信设备。
自适应波束形成模块102，用于将接收信号预处理模块101发送的多路采样信号后进行波束形成，具体步骤为：根据所述多路采样信号得到空间协方差矩阵估计和所述多路采样信号的信噪比，然后根据所述信噪比获得对角加载量，并根据所述对角加载量对所述空间协方差矩阵估计进行对角加载，接着将训练序列进行调制以得到期望信号，并将所述多路采样信号与所述期望信号进行相关运算以得到相关向量，最后根据所述经过对角加载后的空间协方差矩阵估计和所述相关向量生成自适应波束形成权值，并根据所述自适应波束形成权值对所述多路采样信号进行加权求和以输出一路自适应波束信号。
该自适应波束形成模块102进一步包括：空间协方差矩阵估计子模块1021、采样信号的信噪比计算子模块1022、对角加载子模块1023、训练序列调制子模块1024、相关向量计算子模块1025、自适应波束形成子模块1026和加权求和子模块1027，其中：
空间协方差矩阵估计子模块1021，用于在接收信号预处理模块101发送的多路采样信号后，根据所述多路采样信号得到空间协方差矩阵估计。
采样信号的信噪比计算子模块1022，用于在接收信号预处理模块101发送的多路采样信号后，根据所述多路采样信号得到所述多路采样信号的信噪比。
所述信噪比可以根据训练序列和估计的信道估计进行计算得到，具体可参见现有技术提供的基带处理方法进行计算得到，此处不作扩展。
本发明，为了减少随机扰动的影响，采样信号的信噪比计算子模块1022优选对多路采样信号的信噪比进行平均得到平均信噪比SNR。
对角加载子模块1023，与空间协方差矩阵估计子模块1021、采样信号的信噪比计算子模块1022和自适应波束形成子模块1026相连，用于根据采样信号的信噪比计算子模块1022所得到的信噪比(或者平均信噪比)自适应获得对角加载量，并根据所述对角加载量对空间协方差矩阵估计子模块1021所得到的空间协方差矩阵估计进行对角加载。
本发明中，所述自适应获得对角加载量是指当信噪比(或者平均信干噪比)高时，用大的对角加载量以提高波束形成的稳健性；当信干噪比(或者平均信干噪比)小时，用小的对角加载量以提高智能天线的抗干扰能力。该对角加载量与信干噪比(或者平均信干噪比)成线性关系或非线性关系。优选地，所述对角加载量L根据公式：L＝N·SNR/得到，其中，N为天线阵的阵元数，SNR为平均信噪比。
训练序列调制子模块1024，用于将训练序列进行调制和符号旋转以得到期望信号如图2的d(k)。
相关向量计算子模块1025，与自适应波束形成子模块1026和训练序列调制子模块1024相连，用于将所述多路采样信号与训练序列调制模块1027得到的所述期望信号d(k)进行相关运算以得到自适应波束形成子模块1026所需的相关向量。
本发明训练序列调制子模块1024利用调制的训练序列作为期望信号，简化了波束形成过程，提高了波束形成的稳健性。
自适应波束形成子模块1026，与对角加载子模块1023和相关向量计算子模块1025相连，用于根据所述经过对角加载子模块1023的对角加载后的空间协方差矩阵估计和相关向量计算子模块1025得到的相关向量生成自适应波束形成权值如图2的w1、w2、w3和w4等权值。
该自适应波束形成子模块1026优选根据所述经过对角加载子模块1023的对角加载后的空间协方差矩阵估计和所述相关向量计算子模块1025得到的相关向量按照最小均方误差准则生成所述自适应波束形成权值。
加权求和子模块1027，用于根据自适应波束形成子模块1026所生成的自适应波束形成权值对所述多路采样信号进行加权求和以输出一路自适应波束信号如图2的y(k)自适应波束信号。
均衡解调模块103，与加权求和子模块1027相连，用于对加权求和子模块1027输出的一路自适应波束信号如图2的y(k)进行均衡解调。
由此，根据本发明的自适应波束形成装置100可以自动调节自适应波束形成权值，在信号方向形成主瓣，而在干扰方向形成零陷。
须声明，所述自适应波束形成装置100亦可以将空间协方差矩阵估计子模块1021、采样信号的信噪比计算子模块1022、对角加载子模块1023、相关向量计算子模块1025和自适应波束形成子模块1026的功能集成在自适应波束形成子模块1026中，其同样在本发明的保护范围。
图3是本发明提供的自适应波束形成方法流程图，结合图1和图2所示的自适应波束形成装置100进行描述，该方法包括如下：
步骤S301，在接收多路采样信号后，自适应波束形成模块102根据所述多路采样信号得到空间协方差矩阵估计和所述多路采样信号的信噪比。
本步骤中，由自适应波束形成模块102的空间协方差矩阵估计子模块1021在接收多路采样信号后，根据所述多路采样信号得到空间协方差矩阵估计，由采样信号的信噪比计算子模块1022根据所述多路采样信号得到所述多路采样信号的信噪比(平均信噪比)。
步骤S302，自适应波束形成模块102根据所述信噪比获得对角加载量，并根据所述对角加载量对所述空间协方差矩阵估计进行对角加载。
本步骤中，对角加载子模块1023优选根据所述平均信噪比自适应获取所述对角加载量，并根据所述对角加载量对所述空间协方差矩阵估计进行对角加载。
步骤S303，自适应波束形成模块102将训练序列进行调制以得到期望信号，并将所述多路采样信号与所述期望信号进行相关运算以得到相关向量。
本步骤中，由自适应波束形成模块102的训练序列调制子模块1024将训练序列进行调制以得到期望信号，由相关向量计算子模块1025将所述多路采样信号与所述期望信号进行相关运算以得到相关向量。
本发明中，所述步骤S303可以与步骤S301、步骤S302交换次序，不影响最终波束形成的结果。
步骤S304，自适应波束形成模块102根据所述经过对角加载后的空间协方差矩阵估计和所述相关向量生成自适应波束形成权值，并根据所述自适应波束形成权值对所述多路采样信号进行加权求和以输出一路自适应波束信号。
本步骤中，自适应波束形成模块102的自适应波束形成子模块1026优选根据所述经过对角加载子模块1023的对角加载后的空间协方差矩阵估计和相关向量计算子模块1025所得到的相关向量按照最小均方误差准则生成所述自适应波束形成权值，然后加权求和子模块1027根据自适应波束形成子模块1026所生成的自适应波束形成权值对所述多路采样信号进行加权求和以输出一路自适应波束信号。
为了更好的描述本发明，本发明优选实施例提供了适用于GSM系统的自适应波束形成方法如图4所示，结合图1和图2所示的自适应波束形成装置100进行描述，该方法具体包括如下：
步骤S401，自适应波束形成模块102接收信号预处理模块101发送的多路采样信号。
本实施例中，所述多路采样信号X写成如下矩阵形式：
X = x 1 ( 0 ) x 1 ( 1 ) · · · x 1 ( N - 1 ) x 2 ( 0 ) x 2 ( 1 ) · · · x 2 ( N - 1 ) · · · · · · · · · · · · x M ( 0 ) x M ( 1 ) · · · x M ( N - 1 )
其中，M为阵元数目即存在M路采样信号，而N为一路采样信号的采样点数。
步骤S402，空间协方差矩阵估计子模块1021在接收到信号预处理模块101发送的多路采样信号后，根据所述多路采样信号得到空间协方差矩阵估计。所述空间协方差矩阵估计
Figure S2008101014379D00082
按照如下公式得到：
Figure S2008101014379D00083
其中，X为多路采样信号，XH为经过符号旋转的多路采样信号，而N为一路采样信号的采样点数。
步骤S403，采样信号的信噪比计算子模块1022根据所述多路采样信号得到所述多路采样信号的平均信噪比SNR。
步骤S404，对角加载子模块1023根据采样信号的信噪比计算子模块1022所得到的信噪比(或者平均信噪比)自适应获得对角加载量L，并根据所述对角加载量对空间协方差矩阵估计子模块1021所得到的空间协方差矩阵估计
Figure S2008101014379D00091
进行对角加载。
在实际系统中，由于有限数据长度的影响，并且空间协方差矩阵估计
Figure S2008101014379D00092
的条件数有可能较大，若按照MMSE准则直接进行波束形成，则稳健性较差。特别是，无干扰情况，
Figure S2008101014379D00093
接近奇异时，其波束形成稳健性则更差。为了改善这个状况，对角加载子模块1023对空间协方差矩阵估计进行对角加载，即将所述对角加载量L与一单位对角阵I相乘得到对角阵LI，并将所述空间协方差矩阵估计
Figure S2008101014379D00094
与所述对角阵LI的矩阵和赋予所述空间协方差矩阵估计
Figure S2008101014379D00095
即得到经过对角加载后的空间协方差矩阵估计
Figure S2008101014379D00096
Figure S2008101014379D00097
如果对角加载量L太大，则抗干扰能力会降低，而如果对角加载量L太小，则稳健性较差。因此，本发明对角加载子模块1023根据当前的信噪比，自适应的选取对角加载量L。信干噪比大时，选择使用较大的对角加载量L，以保证权值的稳健性，而信干噪比小时，选择使用较小的对角加载量L，以保证权值的抗干扰能力。对角加载量与信干噪比可以是线性关系，也可是非线性关系。本实施例中对角加载子模块1023根据如下公式自适应的获得对角加载量L：
               L＝N·SNR/
Figure 2008101014379_3
其中，N为一路采样信号的采样点数，SNR为平均信噪比。
步骤S405，训练序列调制子模块将训练序列进行调制和符号旋转以得到期望信号d。
在GSM系统中，每个NB(普通突发脉冲序列)中有训练序列，用于信道估计、突发脉冲序列同步等。本发明，将该训练序列经过调制和符号旋转后，作为期望信号d。在实际实现时，可将该期望信号作为常量存储起来，从而减小计算量。
步骤S406，相关向量计算子模块1025将所述多路采样信号X与所述期望信号d进行相关运算以得到相关向量
Figure S2008101014379D00101
相关向量
Figure S2008101014379D00102
根据如下公式计算得到：
Figure S2008101014379D00103
其中，X为多路采样信号，dH为经过符号旋转的期望信号，而N为一路采样信号的采样点数。
步骤S407，自适应波束形成子模块1026根据所述经过对角加载子模块1023的对角加载后的空间协方差矩阵估计
Figure S2008101014379D00104
和相关向量计算子模块1025所得到的相关向量
Figure S2008101014379D00105
按照MMSE准则生成所述自适应波束形成权值
Figure S2008101014379D00106
该自适应波束形成权值
Figure S2008101014379D00107
按照公式：计算。步骤S408，加权求和子模块1027根据自适应波束形成子模块1026所生成的自适应波束形成权值对所述多路采样信号X进行加权求和以输出一路自适应波束信号。
综上可知，本发明在接收多路采样信号后，根据所述多路采样信号得到空间协方差矩阵估计和所述多路采样信号的平均信噪比；然后根据所述平均信噪比获得对角加载量，并根据所述对角加载量对所述空间协方差矩阵估计进行对角加载；接着将训练序列进行调制以得到期望信号，并将所述多路采样信号与所述期望信号进行相关运算以得到相关向量；最后根据所述经过对角加载后的空间协方差矩阵估计和所述相关向量生成自适应波束形成权值，并根据所述自适应波束形成权值对所述多路采样信号进行加权求和以输出一路自适应波束信号。借此，本发明简化了波束形成过程，减少了计算量，实现简单，并且极大的提高了波束形成的稳健性。
当然，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，熟悉本领域的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 (8)

1.一种自适应波束形成方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
A、在接收多路采样信号后，根据所述多路采样信号得到空间协方差矩阵估计和所述多路采样信号的信噪比；
B、根据所述信噪比获得对角加载量，所述对角加载量L根据公式：
Figure FSB00001009410900011
得到，其中，N为阵元数，SNR为平均信噪比，并根据所述对角加载量对所述空间协方差矩阵估计进行对角加载；
C、将训练序列进行调制以得到期望信号，并将所述多路采样信号与所述期望信号进行相关运算以得到相关向量；
D、根据所述经过对角加载后的空间协方差矩阵估计和所述相关向量生成自适应波束形成权值，并根据所述自适应波束形成权值对所述多路采样信号进行加权求和以输出一路自适应波束信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，根据所述信噪比自适应获取所述对角加载量；和/或
所述信噪比为所述多路采样信号的平均信噪比。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中的对角加载方法包括：将所述对角加载量与一单位对角阵相乘得到对角阵，并将所述空间协方差矩阵估计与所述对角阵的矩阵和赋予所述空间协方差矩阵估计。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤D中，根据所述经过对角加载后的空间协方差矩阵估计和所述相关向量按照最小均方误差准则生成所述自适应波束形成权值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述自适应波束形成权值
Figure FSB00001009410900012
按照公式：
Figure FSB00001009410900013
计算，其中，为经过对角加载后的空间协方差矩阵估计，为相关向量。
6.一种采用如权利要求1～5任一项所述方法的自适应波束形成装置，其特征在于，所述装置中包括自适应波束形成模块，所述自适应波束形成模块进一步包括：
空间协方差矩阵估计子模块，用于在接收多路采样信号后，根据所述多路采样信号得到空间协方差矩阵估计；
采样信号的平均信噪比计算子模块，用于在接收多路采样信号后，根据所述多路采样信号得到所述多路采样信号的信噪比；
对角加载子模块，用于根据所述信噪比获得对角加载量，所述对角加载量L根据公式：
Figure FSB00001009410900021
得到，其中，N为阵元数，SNR为平均信噪比，并根据所述对角加载量对所述空间协方差矩阵估计进行对角加载；
训练序列调制子模块，用于将训练序列进行调制和符号旋转以得到期望信号；
相关向量计算子模块，用于将所述多路采样信号与所述期望信号进行相关运算以得到相关向量；
自适应波束形成子模块，用于根据所述经过对角加载后的空间协方差矩阵估计和所述相关向量生成自适应波束形成权值；
加权求和子模块，用于根据所述自适应波束形成权值对所述多路采样信号进行加权求和以输出一路自适应波束信号。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述对角加载子模块用于根据所述信噪比自适应获取所述对角加载量，和/或用于将所述对角加载量与一单位对角阵相乘得到对角阵，并将所述空间协方差矩阵估计与所述对角阵的矩阵和赋予所述空间协方差矩阵估计以实现对所述空间协方差矩阵估计的对角加载。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述自适应波束形成子模块用于根据所述经过对角加载后的空间协方差矩阵估计和所述相关向量按照最小均方误差准则生成所述自适应波束形成权值。
CN 200810101437 2008-03-06 2008-03-06 一种自适应波束形成方法及装置 Expired - Fee Related CN101527590B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200810101437 CN101527590B (zh) 2008-03-06 2008-03-06 一种自适应波束形成方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200810101437 CN101527590B (zh) 2008-03-06 2008-03-06 一种自适应波束形成方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101527590A CN101527590A (zh) 2009-09-09
CN101527590B true CN101527590B (zh) 2013-08-07

Family

ID=41095309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200810101437 Expired - Fee Related CN101527590B (zh) 2008-03-06 2008-03-06 一种自适应波束形成方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101527590B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101760346B1 (ko) 2011-02-21 2017-07-21 삼성전자주식회사 초음파 빔포밍 방법 및 장치
CN102499712B (zh) * 2011-09-30 2014-07-23 重庆大学 一种基于特征空间的前后向自适应波束形成方法
CN102801455B (zh) 2012-07-31 2015-12-16 华为技术有限公司 波束码本生成方法、波束搜索方法及相关装置
CN102830387B (zh) * 2012-08-23 2014-05-07 北京理工大学 一种基于数据预处理的协方差矩阵正交化波束形成方法
CN102944870A (zh) * 2012-11-23 2013-02-27 西安电子科技大学 协方差矩阵对角加载的稳健自适应波束形成方法
CN103942449B (zh) * 2014-05-05 2017-01-25 北京理工大学 一种基于信源个数估计的特征干扰相消波束形成方法
CN104360338B (zh) * 2014-11-06 2016-09-07 西安电子科技大学 一种基于对角加载的阵列天线自适应波束形成方法
CN105629266B (zh) * 2015-12-30 2017-10-20 中国电子科技集团公司第五十四研究所 卫星导航欺骗式和压制式干扰盲自适应的联合抑制方法
CN105827296B (zh) * 2016-05-23 2018-12-18 电子科技大学 一种基于2bit反馈协作波束成形方法
CN106093920B (zh) * 2016-07-09 2019-09-20 西北工业大学 一种基于对角加载的自适应波束形成算法
CN106452548A (zh) * 2016-09-14 2017-02-22 天津大学 一种自适应稳健波束形成方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1797985A (zh) * 2004-12-24 2006-07-05 中兴通讯股份有限公司 一种智能天线自适应波束形成及数据解调方法
CN1855770A (zh) * 2005-04-28 2006-11-01 上海原动力通信科技有限公司 一种实现干扰抑制的波束赋形方法
US20070060073A1 (en) * 2003-06-30 2007-03-15 Agere Systems Inc. Method and apparatus for communicating symbols in a multiple input multiple output communication system using interleaved subcarriers across a plurality of antennas

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070060073A1 (en) * 2003-06-30 2007-03-15 Agere Systems Inc. Method and apparatus for communicating symbols in a multiple input multiple output communication system using interleaved subcarriers across a plurality of antennas
CN1797985A (zh) * 2004-12-24 2006-07-05 中兴通讯股份有限公司 一种智能天线自适应波束形成及数据解调方法
CN1855770A (zh) * 2005-04-28 2006-11-01 上海原动力通信科技有限公司 一种实现干扰抑制的波束赋形方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BLAIR D. CARLSON.Covariance Matrix Estimation Errors and Diagonal Loading in Adaptive Arrays.《IEEE TRANSACTIONS ON AEROSPACE AND ELECTRONIC SYSTEMS》.1988,第24卷(第4期),全文. *
Jian Li, Petre Stoica, Zhisong Wang.On Robust Capon Beamforming and Diagonal Loading.《IEEE TRANSACTIONS ON SIGNAL PROCESSING》.2003,第51卷(第7期),全文. *
廖洁,陈洪.一种波束形成中的自适应对角加载方法.《通信对抗》.2006,(第2期),全文. *
程春悦,吕英华.基于非线性约束的可变对角加载自适应波束形成算法.《重庆邮电学院学报》.2006,第18卷(第4期),全文. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101527590A (zh) 2009-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101527590B (zh) 一种自适应波束形成方法及装置
Qian et al. Joint system design for coexistence of MIMO radar and MIMO communication
Farsakh et al. Spatial covariance based downlink beamforming in an SDMA mobile radio system
US7411547B2 (en) Antenna array including virtual antenna elements
CN101296018B (zh) 移动卫星通信相控阵天线波束形成跟踪方法
US20070164902A1 (en) Smart antenna beamforming device in communication system and method thereof
CN100544230C (zh) 一种波达角估计和波束赋形的方法
CN101482610A (zh) 相控阵雷达自适应抑制特殊干扰技术
CN104865586A (zh) 一种阵列天线导航接收机抗干扰及多径抑制方法
CN101192868A (zh) 无线通信系统的多业务波束赋形装置
CN110850445B (zh) 一种基于空时采样协方差求逆的脉冲干扰抑制方法
CN104243001A (zh) 宽带波束切换系统、宽带波束切换方法
CN105204008A (zh) 一种基于协方差矩阵扩展的自适应天线波束形成零陷展宽方法
CN103178881A (zh) 主瓣干扰抑制方法及装置
CN103701515B (zh) 一种数字多波束形成方法
CN101192869B (zh) 无线通信系统的多业务波束赋形方法
CN101202577A (zh) 无线通信系统的多业务波束赋形装置
US7031679B2 (en) Estimating power on spatial channels
CN100553243C (zh) 波束空间正交频分复用调制系统自适应波束形成方法
CN105375967A (zh) 一种基于统计方法的增强型最大比合并检测方法和接收机
JP4147864B2 (ja) 空間角度広がりを推定する方法および受信装置
CN103888228A (zh) 一种多天线系统干扰抑制装置及方法
CN110208830B (zh) 一种基于空时二维稀疏阵列的导航抗干扰方法
CN101072059B (zh) 一种平滑融合发射的智能天线与空间分集发射方法
Daba et al. A novel receiver diversity combining technique for internet-based 4G wireless communication

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130807

Termination date: 20180306