CN102394680A - 一种用于多波束切换天线系统中的波束搜索方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种波束搜索方法，涉及无线通信技术领域，解决使用多波束切换天线通信系统中波束搜索过程时间复杂度高、能耗高等问题。本发明实施例根据发射端一接收端的波束编号与接收功率相对应的二维曲面，利用无约束直接搜索Powell优化算法进行最优接收功率值的搜索；充分利用波束宽度随着天线阵元数增多而变窄的特性，逐步增多所使用的天线阵元数目，细化波束宽度，最终搜索得到最优收发波束对；在每一轮天线阵元数增多时的搜索过程中，使用合理简化后的Powell优化搜索算法提高搜索效率。本发明实施例主要运用于采用波束赋形(波束形成)技术的无线通信设备中。

Description

一种用于多波束切换天线系统中的波束搜索方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，使用多波束切换天线的无线通信系统尤其是60GHz通信系统中的波束搜索方法及装置，具体提供一种用于多波束切换天线系统中的波束搜索方法及装置。

背景技术

60GHz通信作为毫米波通信的一个重要分支，主要具有以下优点：通信量大，具有超过5GHz的免许可带宽，如果再加上空分、正交极化等复用技术，则其同时支持的信道容量还要大的多，因此特别适用于传输高速宽带视频信息等综合业务；方向性好，安全保密性强，大气对电磁波传播的衰减在60GHz频段附近出现极大值，约高达15dB/km，而墙壁对毫米波的衰减也很大，使窃听或干扰的难度增强，而且在相同天线尺寸下毫米波的波束要比微波的波束窄得多，具有很好的方向性，因此非常适用于点到点的短距离通信；传输质量高，可进行全天候通信，由于频段高，干扰源少，电磁频谱比较干净，因此信道非常稳定可靠，与激光相比，毫米波的传播受气候的影响要小得多，可以认为具有全天候特性；具有良好的国际通用性和免许可特性，欧美日等国相继在57GHz-66GHz范围内划分7GHz连续的免许可频谱资源，各国的频谱分配在60GHz附近存在约5GHz的共用频率，因此，60GHz无线通信产品具有良好的国际通用性，并且60GHz的频谱资源完全免费，使60GHz无线通信在经济上具有很大优势。

60GHz多天线技术应用的必要性主要包括两点。

1.一方面，60GHz频段正好处于氧气吸收作用所造成的衰减峰，无线信号在60GHz频段附近衰减锐增，无法用于传统的毫米波远距离无线传输。另一方面，在室内环境中墙体等障碍物对毫米波信号的衰减作用显著。尽管这一特性对于减少系统之间相互干扰以实现可靠共存、并对通信保密性具有极其重要的意义，然而巨大的路径损耗也使得通信双方之间可靠的信号传输与接收变得困难，接收机依然很难有效检测到抵达接收端并经历了巨大传输衰减的微弱信号。

2.一般来说，天线尺寸大小的数量级大致与其工作频率对应的波长的数量级相比拟，由于60GHz信号的波长只有毫米级别，因此天线的尺寸相对于低频段的天线也大为减少，且根据天线增益公式G＝4πA/λ²，信号波长越小天线增益越大，在60GHz频段可利用4GHz频段天线尺寸的l/225来达到同样链路增益。60GHz天线这一特点使得集成多天线技术并实现波束赋形(波束形成)为可能，而波束赋形所带来的传输增益也正好可以弥补传播过程中巨大路径损耗，同时鉴于毫米波多天线易于进行小尺寸硬件集成，因而在天线尺寸小型化的同时，60GHz频段关键电路也朝着小型化的方向发展。随着目前电路集成技术的不断发展成熟，毫米波器件的低成本、低功耗和小型化实现已成为可能。

通常而言，波束赋形技术要求通信双方依据信道状态信息(Channel State Information，CSI)动态地更新天线权值向量(Antenna Weighting Vector，AWA)，实现最优方向的波束调整(Beam Steering)。一般地，常用的动态自适应调整算法主要包括LMS算法和RLS算法。然而，一方面此类自适应调整算法需要耗费可观的时间方可收敛于稳定解，这无疑极大地影响了60GHz毫米波通信设备传输效率；另一方面，算法所包含的复杂矩阵运算为多天线前端硬件实现带来巨大困难，从而严重违背了60GHz设备低复杂度、低功耗特性的要求。

基于上述考虑，可预先设计好波束模式(Beam Pattern)，编辑为波束码本(Codebook)，在实际应用中直接从波束码本中挑选最优收-发波束对。这种基于码本的波束赋形(或称波束切换或波束搜索，Beam-switching or Beam-searching)技术受到60GHz通信技术的广泛青睐。因此，在给定波束模式集的前提下，波束赋形则简化为寻找最优波束对(Beam Pair)，以使通信链路性能达到最佳。一种简单而直观的方式即为采用穷举搜索，通信双方尝试每一种可能的波束对组合，直至发现最优波束对。但这种搜索方案具有较高的搜索复杂度，约为0(N²)，其中N为码本空间长度。当码本长度较小时，上述搜索策略不失为一种可行方案，但随着码本空间的进一步增大，上述搜索方法将产生巨大传输包头，并消耗客观的能量，因而在实际中难以取得长足的应用。

为应对上述挑战，以IEEE 802.153c标准为代表，目前流行的波束搜索均采用两阶段搜索，即波瓣级别的粗搜索(Sector Level Search)与波束级别细优化(Beam Level Refinement)。相应地，多天线设备需要支持不同方向分辨率的波束，波束宽度较大的波束用以粗略的波瓣搜索，而波束宽度较小的波束则应用于第二阶段的细化搜索。通常，这种分阶段搜索策略可显著改善搜索算法的性能，提高搜索效率，从而大幅度缩减传输包头与功耗。然而通过渐进复杂度分析显示，这类搜索算法依然具有0(N²)的搜索复杂度，因而对于大码本空间的波束搜索而言，其搜索复杂度依然会难以承受。

目前提出的波束搜索算法主要是基于遍历搜索的简单思想，搜索复杂度较高，同时波束对准所需要的搜索时间难以忍受，严重限制了波束赋形在60GHz应用中的性能。提高波束对准过程的搜索效率，不仅可节省大量发射功率，为实现低功耗设备提供必要前提；同时，缩短搜索时间亦可极大减小设备接入网络的时间延时。一方面可方便开发实时传输业务，提高用户体验，另一方面也可提高网络通信容量。

为提高波束搜索效率，可以将波束搜索问题建模成为一个无约束最优化问题。根据设备所接收到的信号功率或者信噪比/信干噪比(SNR/SINR)与对应的通信双方设备所使用的波束编号可以建立二维的搜索空间。因而可以使用无约束优化算法去解决此问题。

现有技术的Powell优化算法是一种无约束的直接搜索算法，于1964年由M.J.D.Powell提出。作为一种优化算法，Powell算法无需搜索目标函数的梯度信息，直接对目标函数进行迭代搜索，其主要的应用领域在于求解无约束优化搜索问题。然而Powell优化算法有着无法克服的缺陷，一旦遇到局部最优值便立即停止搜索，无法获得全局最优解，因而在技术领域已经普遍放弃此类算法。而本发明首先将所要解决的问题建模成为无约束优化问题，因而可借助于被现有技术的波束搜索均没有被采用的Powell优化算法进行搜索，并引入这种算法导致在波束搜索过程中取得了预料不到的技术效果。

此外，在当前的波束搜索方法中，中国专利申请申请号为“201110120022.8”，名称为“波束搜索处理方法、装置和系统”的专利提出了采用Rosenbrock算法来解决波束搜索的问题，该技术方案也作为一种无约束直接搜索优化算法，但是采用Rosenbrock算法需通过对搜索步长的放大与缩小来加速搜索过程，这对于搜索空间较大时具有明显的加速技术效果。然而当搜索空间偏小，采用Rosenbrock算法进行波束搜索的方法会使得搜索效率很低。

发明内容

本发明的目的在于，为克服现有技术的波束搜索时的问题，尤其用于解决如何高效快速的解决多波束切换天线通信系统中搜索空间偏小时的波束搜索问题，从而提供一种用于多波束切换天线系统中的波束搜索方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供一种用于多波束切换天线系统中的波束搜索方法，该方法用于处理多波束切换天线通信系统中且搜索空间偏小以及通信双方距离较远时的波束搜索，所述方法包含：

根据接收端的接收信号功率值或信噪比/信于噪比与对应的接收端和发射端的波束编号建立二维搜索曲面的步骤。

由使用较少的天线阵元开始，进行若干轮的细化迭代搜索，每轮搜索逐步增加所使用的天线阵元数目，与此同时波束宽度逐渐变窄，由此逐步缩减搜索范围的步骤。

其中，所述细化搜索过程中采用Powell算法。

优化的，所述若干轮的细化迭代搜索的最后一轮采用Powell算法进行搜索；其余若干轮采用含简化的Powell算法进行搜索；其中，所述简化Powell算法基于Powell算法，且简化后的Powell算法将Powell算法中每轮迭代搜索过程中的三次一维搜索设置为两次一维搜索。

上述技术方案中，所述采用简化Powell搜索算法进行的搜索具体包含如下步骤：算法将进行若干次迭代搜索；在每轮的迭代搜索过程中，由本轮迭代搜索的初始点出发，算法仅做两次相互垂直的一维搜索，搜索结果作为本轮迭代搜索的结束点；如果本轮迭代搜索的结束点与初始点的距离足够近，则搜索结束，否则重新构建搜索方向并迭代搜索。

所述采用Powell算法进行的搜索包含如下步骤：算法将进行若干次迭代搜索；在每轮的迭代搜索过程中，由本轮迭代搜索的初始点出发，算法首先进行两次相互垂直的一维搜索；然后算法将沿着这两次一维搜索的初始点与结束点的连线方向再进行一次一维搜索，获得本轮迭代搜索的结束点；如果本轮迭代搜索的结束点与初始点的距离足够近，则搜索结束，否则重新构建搜索方向并迭代搜索。

基于上述方法，本发明还提供一种用于多波束切换天线系统中的波束搜索系统，该系统用于处理多波束切换天线通信系统中且搜索空间偏小以及通信双方距离较远时的波束搜索，包含：

建立搜索曲面模块，用于根据接收端的接收信号功率值或信噪比/信干噪比与对应的接收端和发射端的波束编号建立二维搜索曲面。

迭代搜索模块，用于由使用较少的天线阵元开始，进行若干轮的细化迭代搜索，每轮搜索逐步增加所使用的天线阵元数目，与此同时波束宽度逐渐变窄，由此逐步缩减搜索范围。

其中，在细化搜索过程中采用Powell算法。

优选的所述若干轮的细化迭代搜索的最后一轮采用Powell算法进行搜索；其余若干轮采用含简化的Powell算法进行搜索；所述简化Powell算法基于Powell算法，且：简化的Powell算法将原Powell算法中的3次一维搜索简化为2次一维搜索，在保证搜索成功率的前提下有效提高了搜索效率。

所述采用简化Powell搜索算法进行的搜索具体包含如下步骤：算法将进行若干次迭代搜索；在每轮的迭代搜索过程中，由本轮迭代搜索的初始点出发，算法仅做两次相互垂直的一维搜索，搜索结果作为本轮迭代搜索的结束点；如果本轮迭代搜索的结束点与初始点的距离足够近，则搜索结束，否则重新构建搜索方向并迭代搜索。

所述采用Powell算法进行的搜索包含如下步骤：算法将进行若干次迭代搜索；在每轮的迭代搜索过程中，由本轮迭代搜索的初始点出发，算法首先进行两次相互垂直的一维搜索；然后算法将沿着这两次一维搜索的初始点与结束点的连线方向再进行一次一维搜索，获得本轮迭代搜索的结束点；如果本轮迭代搜索的结束点与初始点的距离足够近，则搜索结束，否则重新构建搜索方向并迭代搜索。

本方法可同时适用于一维和二维天线阵，而且对于非均匀天线阵亦同样适用。

与现有技术相比本发明的技术优势在于：一方面，对于搜索空间较小时，本方法相对于R0senbrock方法将具有更高的效率；另一方面，随着通信双方设备间的距离增大，双方天线阵之间有效发射角度【注】将会变小，此时Rosenbrock方法的搜索效率将明显降低，而Powell方法却几乎不受影响。

但是本发明采用的Powell算法却可以在搜索空间偏小时更高效的解决波束搜索的问题，同时，对于通信双方天线阵之间距离较大时，采用Powell算法进行波束搜索具有更高的适应性。

【注】有效发射角度：对于发射端天线阵来说，只有一定角度范围内的电磁波被接收端接收到，即有效发射角度，对于60GHz毫米波来说，一对具有32天线阵元的天线阵，在小于10米的范围内，有效发射角度大小约在2°到5°左右。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为收发端天线阵均为32阵元时得到的二维功率曲面；

附图2为同一天线阵在使用不同的天线阵元数目时所形成的波束宽度；

附图3为本发明实施例的工作流程；

附图4为本发明实施例中的Powell算法和简化Powell算法工作流程图；

附图5为本发明搜索装置组成框图；

附图6为本发明搜索装置包含的搜索引擎组成框图。

附图7为本发明与已有的Rosenbrock波束搜索方法的方针性能对比图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实现的具体实施例提供一种波束搜索方法及装置，可提高波束搜索效率和成功率，并有效降低能耗。

由于搜索的目标函数缺乏有效的梯度信息，直接进行二维平面搜索时，成功率很低。因此，为达到提高搜索效率和成功率的目的，考虑波束宽度会随着天线阵元数目的增加而变窄这一特性，引入无约束直接优化Powell算法，采用基于逐步细化的搜索模式，并在细化过程中将Powell算法进行合理简化以进一步提高搜索效率。附图2显示了同一天线阵在使用不同数目阵元时所形成的波束宽度。

现有技术的Powell算法的流程描述如下：

1)给定全局搜索的初始点x₀和初始搜索方向

2)从本轮初始点x_k沿方向做一维搜索得到点

再从出发沿做一维搜索得到

然后沿初始点x_k到

的方向做一维搜索得到作为本轮搜索的结束点。

如果初始x_k到

的距离小于精度ε，则停止计算，并将

作为最终搜索结果输出，否则令

重新构建正交的搜索方向

k＝k+1，

返回步骤2进行迭代搜索。

对于简化的Powell搜索算法，考虑到在细化搜索过程中，无需获得全局最优值，只需达到全局最优值较近的局部范围内即可，因而在保证搜索成功率的前提下为提高搜索效率，对Powell算法进行了如下简化：

1)给定初始点x₀和搜索方向

2)从本轮初始点x_k沿方向

做一维搜索得到点

再从出发沿

做一维搜索得到

作为本轮搜索的结束点。

如果初始x_k到

的距离小于精度ε，则停止计算，并将

作为最终搜索结果输出，否则令

重新构建正交的搜索方向

k＝k+1，

返回步骤2进行迭代搜索。

如图1所示，该图为本发明在建模成为无约束优化问题采用的收发端天线阵均为32阵元时得到的二维功率曲面的仿真图，其中设置有效发射角度为8°，亦即通信双发天线阵相距约2米，从图中可明显看出，二维功率曲面有明显的全局最优点；

如图2所示，该图为本发明实施例在使用不同天线阵元数时所形成的波束宽度的仿真示意图，图中分别画出了设备在使用8、16、32天线阵元时所产生的波束，从图中可明显看出，随着天线阵元数目的增大，所产生的波束宽度将变窄；

本发明实施例提供了一种能有效提高搜索效率的波束搜索方法，主要应用于基于码本波束切换的无线通信系统中的波束赋形技术。工作流程如附图3所示，具体如以下步骤：

301)发射端/接收端发起波束对准的会话请求，发起会话请求端(请求端)将在后续搜索中启动搜索引擎；

302)响应端发回确认请求，同时依据反馈信道接收到的波束调整指示，在下一次搜索中采用相应波束发射信号；

303)依据最大阵元数目确定波束数目，设置细化搜索过程次数m，设置当前细化搜索计数器i＝1，设置初始搜索方向；

304)双方将发射工作天线数目设置为2ⁱ，响应端向请求端发射信号；

305)根据当前所记录的前一轮细化搜索得出的波束对方向求出对应的本轮搜索的波束编号，以此编号为初始点，在2-D平面运行简化的Powell算法搜索最优值，请求端确定出接收能量最大的最优波束编号对；

306)置i＝i+1；

307)判断i是否小于m，若是，则跳转至304，否则继续下一步；

308)双方将发射工作天线数目设置为最大，响应端向请求端发射信号；

309)根据当前所记录的前一轮细化搜索得出的波束对方向求出对应的本轮搜索的波束编号，以此编号为初始点，在2-D平面运行完整的Powell算法搜索最优值，请求端确定出接收能量最大的最优波束编号对；

310)搜索算法结束，请求端通知响应端最优波束编号，双方开始通信。

其中的Powell算法以及简化的Powell算法流程图见附图4，具体算法的工作步骤如下，其中以接收信号的SINR作为目标函数f，以请求端-响应端的波束编号对作为坐标，其中的round函数为取整函数，对输入值进行四舍五入取整：

401)输入数据：搜索初始点x₀、搜索方向

一般

即沿方向搜索时仅请求端做波束切换，沿

方向搜索时仅响应端做波束切换；设置全局计数器k＝1；置当前最优函数值f_max＝f(x₀)；

402)置x^(k，0)＝x_k-1，搜索方向计数器j＝1；

403)令

y₀＝x^(k，j-1)，从y出发沿d做一维搜索，置局部计数器i＝0，方向翻转标志flag＝0；

404)计算

的目标函数值f(y)，如果f(y)＞f_max，令y_i+1＝y，f_max＝f(y)，置i＝i+1，返回步骤404；否则转向步骤5；

405)如果flag＝0，置flag＝1，

转向步骤404；否则本次一维搜索结束，转向步骤406；

406)置x^(k，j)＝y_i，如果j＜2，置j＝j+1，转向步骤403；否则转向步骤407；

407)如果当前运行的是简化Powell算法，转向步骤411；否则转向步骤408；

408)令d＝(x^(k，2)-x^(k，0))/||x^(k，2)-x^(k，0)||，y₀＝x^(k，2)，从y出发沿d做一维搜索，置局部计数器i＝0，方向翻转标志flag＝0，搜索方向计数器j＝3，转向步骤409；

409)计算

的目标函数值f(y)，如果f(y)＞f_max，令y_i+1＝y，f_max＝f(y)，置i＝i+1，返回步骤409；否则转向步骤410；

410)如果flag＝0，置flag＝1，

转向步骤409；否则转向步骤411；

411)置x_k＝x^(k，j)，如果x_k＝x_k-1，则转向步骤412，否则置k＝k+1，转向步骤402；

412)搜索结束，返回x_k作为Powell算法的最终搜索结果。

如图5所示，该图为基于上述搜索方法提出的用于多波束切换天线系统的快速波束搜索装置的组成框图，该装置具体包含：

包括天线阵列1、信噪比估计器2、搜索引擎3和波束码本矩阵4，具体见附图5。其中搜索引擎3运行本发明所提供的波束搜索算法。搜索引擎3有两种工作模式，即“搜索模式”和“从属模式”，相互通信的两个设备(通信请求方和对通信请求的应答方)分别工作于这两种模式，亦即只有通信双方只有一方(请求方)运行搜索引擎(工作于搜索模式)，而另一方(应答方)将被动地进行波束切换(工作于从属模式)。天线阵列1为设备所使用的天线阵，信噪比估计器2从接收信号中估计出信噪比来，将其传给搜索引擎3。如果搜索引擎3工作于“搜索模式”，其将根据此SINR值决定下一个需要探索的波束对，控制双方波束的选择，并通知对方设备所应当使用的波束。如果搜索引擎3工作于“从属模式”，则搜索引擎3根据反馈信息中所指定使用的波束控制训练序列的发送。搜索结束后搜索引擎3将给出最终搜索结果。

搜索引擎3又包含了算法控制器31、比较器32、SINR控制器33、SINR寄存器34等，具体见附图6。如果搜索引擎3工作于从属模式，则其根据反馈信息中所指定使用的波束控制训练序列的发送。如果搜索引擎3工作于搜索模式，则由算法控制器31决定应当探测的点，并通知SINR控制器33，SINR控制器33首先在SINR寄存器34中搜索是否存在当前所需要的数据，如果存在则取出数据并送入比较器32，比较器32将比较结果反馈给算法控制器31；如果不存在则SINR控制器33将控制设备进行一次新的训练序列的发送，最后获取SINR数据，并将其存入SINR寄存器34。搜索结束后算法控制器将给出最终搜索结果。

附图7显示了随着有效发射角度范围的变化，Rosenbrock方法和Powell方法的搜索效率的对比。图中的每一点均为进行了100次随机仿真实现后对搜索复杂度求均值得出。图中可以明显看出，当收发双发天线阵距离较远时(有效发射角度较小时)，Powell方法将比Rosenbrock方法具有更高的效率。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种用于多波束切换天线系统中的波束搜索方法，该方法用于处理多波束切换天线通信系统中且搜索空间偏小以及通信双方距离较远时的波束搜索，所述方法包含：

根据接收端的接收信号功率值或信噪比/信干噪比与对应的接收端和发射端的波束编号建立二维搜索曲面的步骤；

由使用较少的天线阵元开始，进行若干轮的细化迭代搜索，每轮搜索逐步增加所使用的天线阵元数目，与此同时波束宽度逐渐变窄，由此逐步缩减搜索范围的步骤；

其中，所述细化搜索过程中采用Powell算法。

2.根据权利要求1所述的用于多波束切换天线系统中的波束搜索方法，其特征在于，

所述若干轮的细化迭代搜索的最后一轮采用Powell算法进行搜索；其余若干轮采用含简化的Powell算法进行搜索；

其中，所述简化Powell算法基于Powell算法，且简化后的Powell算法将Powell算法中每轮迭代搜索过程中的三次一维搜索设置为两次一维搜索。

3.根据权利要求2所述的用于多波束切换天线系统中的波束搜索方法，其特征在于，所述采用简化Powell搜索算法进行的搜索具体包含如下步骤：

算法将进行若干次迭代搜索；

在每轮的迭代搜索过程中，由本轮迭代搜索的初始点出发，算法仅做两次相互垂直的一维搜索，搜索结果作为本轮迭代搜索的结束点；

如果本轮迭代搜索的结束点与初始点的距离足够近，则搜索结束，否则重新构建搜索方向并迭代搜索。

4.根据权利要求2或3所述的用于多波束切换天线系统中的波束搜索方法，其特征在于，所述采用Powell算法进行的搜索包含如下步骤：

算法将进行若干次迭代搜索；

在每轮的迭代搜索过程中，由本轮迭代搜索的初始点出发，算法首先进行两次相互垂直的一维搜索；

然后算法将沿着这两次一维搜索的初始点与结束点的连线方向再进行一次一维搜索，获得本轮迭代搜索的结束点；

如果本轮迭代搜索的结束点与初始点的距离足够近，则搜索结束，否则重新构建搜索方向并迭代搜索。

5.一种用于多波束切换天线系统中的波束搜索系统，该系统用于处理多波束切换天线通信系统中且搜索空间偏小以及通信双方距离较远时的波束搜索，包含：

建立搜索曲面模块，用于根据接收端的接收信号功率值或信噪比/信干噪比与对应的接收端和发射端的波束编号建立二维搜索曲面；

迭代搜索模块，用于由使用较少的天线阵元开始，进行若干轮的细化迭代搜索，每轮搜索逐步增加所使用的天线阵元数目，与此同时波束宽度逐渐变窄，由此逐步缩减搜索范围；

其中，在细化搜索过程中采用Powell算法。

6.根据权利要求5所述的用于多波束切换天线系统中的波束搜索系统，其特征在于，所述若干轮的细化迭代搜索的最后一轮采用Powell算法进行搜索；其余若干轮采用含简化的Powell算法进行搜索；

所述简化Powell算法基于Powell算法，且：简化的Powell算法将原Powell算法中的3次一维搜索简化为2次一维搜索，在保证搜索成功率的前提下有效提高了搜索效率。

7.根据权利要求6所述的用于多波束切换天线系统中的波束搜索方法，其特征在于，所述采用简化Powell搜索算法进行的搜索具体包含如下步骤： 

算法将进行若干次迭代搜索；

在每轮的迭代搜索过程中，由本轮迭代搜索的初始点出发，算法仅做两次相互垂直的一维搜索，搜索结果作为本轮迭代搜索的结束点；

如果本轮迭代搜索的结束点与初始点的距离足够近，则搜索结束，否则重新构建搜索方向并迭代搜索。

8.根据权利要求5或6所述的用于多波束切换天线系统中的波束搜索方法，其特征在于，所述采用Powell算法进行的搜索包含如下步骤：

算法将进行若干次迭代搜索；

在每轮的迭代搜索过程中，由本轮迭代搜索的初始点出发，算法首先进行两次相互垂直的一维搜索；

然后算法将沿着这两次一维搜索的初始点与结束点的连线方向再进行一次一维搜索，获得本轮迭代搜索的结束点；

如果本轮迭代搜索的结束点与初始点的距离足够近，则搜索结束，否则重新构建搜索方向并迭代搜索。 

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