CN106160833A - 管理波束成形信号以优化传感器阵列的传输速率 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于管理波束成形信号的技术，具体地，涉及管理波束成形信号以优化传感器阵列的传输速率。方法包括：从接收元件的一个或多个阵列接收波束成形信号，接收元件的所述一个或多个阵列以给定的传输速率发送波束成形信号；从所接收的波束成形信号中恢复信息；使用估计恢复的信息和参考信息之间的距离的度量，来测量恢复的信息的质量；以及基于所测量的质量，指示接收元件的所述一个或多个阵列改变它们发送波束成形信号的传输速率。

Description

管理波束成形信号以优化传感器阵列的传输速率

技术领域

本发明的实施例一般涉及波束成形领域，并且涉及用于管理波束成形信号的方法。

背景技术

现代大型无线电望远镜阵列使用包括多个天线的天线站，其被紧密地放置以用于对天空进行成像。由天线站处的天线接收到的信号通常通过波束成形进行合并，以减少在后续阶段中要处理的数据量。然后对从站发出的信号进行相关以获得可视性，其对应于天空图像的傅立叶变换的采样。继而，目标是从可视性测量重建天空图像。目前，在天线站处的波束成形典型地通过在所有天线站处朝向视场的中心进行共轭匹配波束成形来完成。因为在各个站产生的波束形状是基本相同的，并且任何差异只是由于各个站相对于彼此的转动，因为所有的站都均等地缩放从特定方向而来的信号，所以由天线站接收的信息只在信号的相位中被编码。

发明内容

根据本发明的一个方面，存在用于管理波束成形信号的方法，该方法执行以下操作(不一定按以下顺序)：(i)从接收元件的一个或多个阵列中接收波束成形信号，接收元件的一个或多个阵列以给定的传输速率发送波束成形信号；(ii)从所接收的波束成形信号中恢复信息；(iii)使用估计的恢复的信息和参考信息之间的距离的度量，来测量恢复的信息的质量；以及(iv)基于所测量的质量，指示接收元件的一个或多个阵列改变它们发送波束成形信号的传输速率。

根据本发明的另一个方面，一种用于管理波束成形信号的系统，包括：(i)恢复单元，适于从以给定的传输速率接收自接收元件的一个或多个阵列中的波束成形信号中恢复信息；以及(ii)处理单元，其适于：(a)使用估计的恢复的信息和参考信息之间的距离的度量，来测量恢复的信息的质量，以及(b)基于由所述处理单元测量的恢复的信息的质量，指示所述接收元件的一个或多个阵列改变它们发送波束成形信号的传输速率。

根据本发明的另一个方面，一种用于管理波束成形信号的计算机程序产品包括：具有与其一起实现的程序指令的计算机可读存储介质，所述程序指令可由计算机系统执行以使：(i)系统的恢复单元从以给定的传输速率接收自接收元件的一个或多个阵列中的波束成形信号恢复信息；以及(ii)处理单元：(a)使用估计的恢复的信息和参考信息之间的距离的度量，来测量恢复的信息的质量，以及(b)基于由所述处理单元测量的恢复的信息的质量，指示所述接收元件的一个或多个阵列改变它们发送波束成形信号的传输速率。

附图说明

图1示出了用于管理从多个接收阵列接收的波束成形信号的设备实施例；

图2示出与如图1中由用于管理波束成形信号的设备所管理的信号对应的天空图像的示例；

图3是示出使用不同方法的重建信号的信号强度的图；

图4示出了在实施例中涉及的用于通过多个接收阵列接收信号的方法步骤的可能序列；

图5表示根据实施例的用于管理从多个接收阵列接收的信号的方法步骤的序列；

图6示出了根据实施例适于执行如图5中的方法的系统实施例的示意框图；

图7示出了根据实施例的用于管理从多个接收阵列接收的信号的方法步骤的详细序列；

图8示出了在实施例中可以被用作接收机的射频线圈的横档(rung)的绝缘线的剖面图；以及

图9A-图9D示出通过无线电干涉系统的模拟所获得的结果。

如果没有另外指出，则在图中类似的或功能相似的元件已被分配相同的附图标记。

具体实施方式

本公开的一些实施例认识到：较大规模无线电望远镜阵列具有的一个问题是从由天线收集的信号中提取相关的信息，其通常包括具有突发性干扰和校准数据散布的相关天空信息。根据本公开的一些实施例，可以改进从损伤(impairment)过高而难以提供有用信息的信号中分离含有相关天空信息的信号的过程，以减少对相应数据存档设备的存储容量的要求。本公开的一些实施例认识到：类似的问题可能会出现在需要管理波束成形信号的其它技术领域中。

根据本公开的实施例，提供了一种用于管理波束成形信号的方法包括以下操作(不一定按以下顺序)：从接收元件中的一个或多个阵列中接收波束成形信号，接收元件的一个或多个阵列以给定的传输速率发送波束成形信号；从所接收的波束成形信号中恢复信息；使用估计已恢复信息和参考信息之间的距离的度量，来测量已恢复信息的质量；以及基于所测量的质量，指示接收元件的一个或多个阵列改变它们发送波束成形信号的传输速率。

根据本公开的实施例，提供了一种用于管理波束成形信号的系统，包括：(i)恢复单元，适于从以给定的传输速率接收自接收元件的一个或多个阵列中的波束成形信号中恢复信息；和(ii)处理单元，其适于：(a)使用估计已恢复信息和参考信息之间的距离的度量，来测量已恢复信息的质量，以及(b)基于由所述处理单元测量的已恢复信息的质量，指示所述接收元件的一个或多个阵列改变它们发送波束成形信号的传输速率。

根据本公开的实施例，提供了一种用于管理波束成形信号的计算机程序产品包括：具有与其一起实现的程序指令的计算机可读存储介质，所述程序指令可由计算机系统执行。所述程序指令可执行以使：(i)系统的恢复单元从以给定的传输速率接收自接收元件的一个或多个阵列中的波束成形信号恢复信息；和(ii)处理单元：(a)使用估计已恢复信息和参考信息之间的距离的度量，来测量已恢复信息的质量，以及(b)基于由所述处理单元测量的已恢复信息的质量，指示所述接收元件的一个或多个阵列改变它们发送波束成形信号的传输速率。

现在将通过非限制性示例的方式并且参考附图来描述实施本发明的系统、产品和方法。

本发明的一些实施例认识到，如果数据可靠性的估计(其提供数据质量测量)在数据管理方法的早期阶段发生，则可以避免不相关数据的进一步的数据处理，或者数据处理量可以被量身定制以用最小的成就提取可用信息，从而显著减少设备的计算量。

建立在这种想法上，参考图1和图7，首先描述本发明的总体方面，其涉及一种用于管理波束成形信号的方法。该方法开始于在步骤S702和S704从接收元件1的一个或多个阵列10(在步骤S706处)接收波束成形信号的步骤。接收元件1的这些阵列通过输出单元30和相关单元40以给定的传输速率发送波束成形信号。这些传输速率通常在这一点将是非最佳的。在无线电干涉应用中，接收元件的(一个或多个)阵列例如可以对应于天线站。在磁共振成像应用的情况下，它也可以是一组传感器，例如，射频线圈。然后，该方法继续以从接收到的波束成形信号中恢复(在步骤S708处并使用恢复单元50)信息。已恢复的信息通常是图像(例如，对于无线电干涉或磁共振成像应用)，但它也可以是文字，或任何类型的数据(可认知的、可解释的数据等)。可以设想各种恢复方法，包括从现有技术已知的方法。尽管如此，一个特别有利的方法将在后面描述。接着，使用估计已恢复信息和参考信息(参见图1在W1，W2和W3处)之间的距离的度量，测量已恢复信息的质量(在步骤S710和步骤S712处)。在步骤S714，S716，S717，S718，S720，S722和S724处，基于所测量的质量，接收元件的一个或多个阵列适当地被指示，通过处理单元60以及通过波束成形矩阵生成器20，以改变它们发送波束成形信号的传输速率。

上面的方法优化了由阵列使用的传输速率，并因此选择性地减少了被发送的数据量，并相应地减少了所需的数据存储和所需的处理资源。本方法(和对应的系统或程序产品)可以被使用在波束成形信号需要被管理的任何应用中，尤其是用于发送波束成形信号的传输速率会从优化中获益。

在无线电干涉应用中，如在图1中所描绘的那样，接收元件1通常是天线。在这种情况下，接收元件的一个或多个阵列10对应于一个或多个天线站，并且已恢复的信息典型地是通过无线电干涉获得的天空图像。

其它的应用也是可能的。例如，接收元件可以是磁共振成像硬件的射频线圈82，84，88(如在图8中示意性示出的)。从而接收元件的阵列可以对应于一组或多组射频线圈。在这种情况下，已恢复的信息是磁共振图像(MRI)。其它实施例可以使用由核磁共振成像(NMRI)或磁共振断层摄影(MRT)产生的输入数据。

注意，射频线圈82，84，88在这里被认为是接收机，即使这样，有时相同的线圈也可以用来作为MRI系统中的RF信号的发射机。更详细地，MRI是一种医学成像技术，它允许产生人体的内部的照片。MRI依赖于产生一个强有力的均匀静磁场。MRI系统还包括：产生振幅较小、空间变化的磁场的梯度线圈；和在氢原子核的共振频率处或附近产生射频能量的脉冲的RF线圈。图8示出一个本身已知的典型RF线圈的横档的绝缘线的剖面图。绝缘线88通常由包括高导电性材料(例如，铜或银)的线84制成，并且其分别与绝缘材料82绝缘。

回到本信号管理方法，可以设想两类实施例。在第一种情况中，已知的参考信息可用于比较(例如，已知的强度源可用于干涉测量应用)。在这种情况中，上述方法通过比较已恢复信息与已知参考信息来进行。

本公开的一些实施例甚至可以在没有已知参考信息可用于比较(例如，没有已知强度源是可用的)时来应用。在这样的情况下，可以从接收机的不同群组中恢复信息，以导出不同的信息块，然后继续比较。即，人们可以识别接收元件的两个或更多阵列，并且区分从接收元件的两个或更多阵列中接收S706的波束成形信号。然后，信息恢复包括：(i)从接收元件的阵列的第一组中接收到的所述波束成形信号中恢复第一信息(正如上面解释的，S708)，和(ii)从接收元件的两个或更多阵列的第二组中接收到的波束成形信号中恢复S708-S710第二信息，其中，例如，第一信息可作为参考信息(即，恢复的第二信息作为“已恢复信息”)。“第一”信息可以相应地作为用于测量已恢复(“第二”)信息的质量的参考(以及反过来)。先验的，先测量哪个信息块(第一或第二)并不重要——除非可以促使选择第一或第二信息作为参考信息的进一步信息可用。请注意，“群组”可以包括一个或多个阵列。例如一个群组可以只包含一个集合，或者相反，如果必要的话可以包含所有阵列。此外，两个群组需要是不同的，即使阵列的部分重叠是可能的。

本方法的一个重要方面是，它们允许优化传输速率。在这方面，接收、恢复、测量和指示来改变传输速率的步骤可以在实施例中被执行，以便确定(参见图7的步骤S716到步骤S722)所测量的质量具有所期望的质量时的传输速率。然后将相应地指示(在步骤S716处)接收元件1的一个或多个阵列10将它们发送波束成形信号的传输速率改变为所确定的传输速率，即，所测量的质量具有所期望的质量时的传输速率。通常重复该步骤直到获得满意的质量。

为了改变传输速率，可以简单地改变(在图7的S718到S722处)基础的波束成形矩阵的维度，即，对应于接收到的波束成形信号的矩阵(此矩阵本身是已知的)。在这样的情况中，可用传输速率的集合——通过构造——由波束成形矩阵的维度来确定。

特别来说，可以改变(在图7的步骤S718到步骤S722处)波束成形矩阵的维度，以便获得被测量的质量仍然具有所期望的质量时的最小传输速率。同样，通常重复这些步骤直到速率被最小化同时保证令人满意的质量。

改变(在步骤S718到步骤S722处)波束成形矩阵的维度可以包括将波束成形矩阵的维度最小化。波束成形矩阵的维度确定发送至处理单元的数据量。每个接收元件至少生成采样序列，也就是说，在给定的速率处(典型地在对于干涉应用的兆比特/秒的数量级处的预定速率)的数量。例如，假定十个接收元件每一个以1千采样/秒生成采样序列。这将导致1万采样/秒的传输速率(从每个阵列到中央处理器)，对于1秒的观察间隔而言对应于10×1000的矩阵大小。现在，由于波束成形，这可以大大减小，例如对于1秒的观察间隔而言从10×1000减小至2×1000。在波束成形矩阵与采样矩阵相乘 之后，见下文，我们得到一个新的矩阵，并且取决于W^(i)H的维度，传输速率可以降低。兆比特/秒的总传输速率通过千采样/秒的速率乘以形成一个采样的比特数(并且结果除以1000)获得。

优选地，相同数目的接收元件和相同维度的波束成形矩阵以及因此相同的传输速率被所有阵列使用。然而，在变体中，阵列也可以使用不同的传输速率。在后一种情况下，例如可以使用确定性的或随机的方式来执行优化。例如，可以使用确定性的轮询的方式来选择阵列用于优化，即，其中波束成形矩阵的维度在每个阵列处减小，以预确定顺序一次一个——只要作为所测量的质量具有——即等于或超过——所期望的质量。可替换地，在阵列处的波束成形矩阵可以随机地选择，一次一个，而不选择同一个阵列两次直到所有阵列都已被选择至少一次，并且所选择的波束成形矩阵的维度减小——只要所测量的质量等于或超过所期望的质量。通常情况下，增加或减小的矩阵的维度对应于矩阵的列数。

在简单的优化过程中，传输速率可以提高(通过相应的矩阵维度增一)，并且只要没有达到所期望的质量就可以这样。在这样的情况中，对波束成形矩阵进行初始设置，使得实现最低传输速率，从而一个满意的被测量质量将被转化成波束成形矩阵的当前设置的满意度。

图7使用一个稍微复杂的优化过程，其中只要没有达到所期望的质量，传输速率提高(但出于性能原因，不一定是增一)。一旦达到所期望的质量(S714，“是”)，则当前设置被存储(在步骤S716处)，并且传输速率减小S717(在这里通常减一)。在接下来的传送中，如果质量仍然是令人满意的，则可以再次减小传输速率。如果不是(S714中，“否”)，可以做出指示S722以使用最后一个令人满意的已存储设置(S720，“是”)，从而阵列使用(在步骤S714处)相应的传输速率。

在图7中，如果这样的测试为负，传输速率提高(在步骤S718处)受到双重测试(见步骤S714和步骤S720)。因此，取决于所选择的优化算法，可能需要进行指示(在步骤S722处)，以减小阵列发送波束成形信号的传输速率(通过相应地减小(在步骤S718处)波束成形矩阵的尺寸)。

可以设想许多其它的优化算法。例如，可以使用非恒定步阶(例如，首先增加四，然后增加二，然后增加一)来增加(或减少)波束成形矩阵。增加或减少矩阵的步阶可以取决于所测量的质量(在步骤S712处)。即，离预期质量越远，步阶越大。

更详细地，受到Frobenius范数上的约束(接收到的波束成形信号的相关矩阵和假设的相关矩阵之间的差异的范数)，从接收到的波束成形信号中恢复信息的步骤(在步骤S708处)可以依赖于将表示信息(例如，图像)的矢量的范数最小化。假设的相关矩阵例如可以从所述一个或多个波束成形矩阵、一组或多组接收元件导引矩阵中导出，其中，导引矩阵(steering matrix)取决于被成像的感兴趣区域以及在接收元件(例如，站)的阵列处所使用的矢量。

在步骤S712处使用的度量例如可以是已恢复信息和参考信息之间的误差的平方范数，如稍后参考图9A至图9D所讨论的。

现在将参考图4讨论用于生成波束成形信号的方法。这样的方法可以依赖于对波束成形矩阵进行随机化。即，并且在接收波束成形信号之前，可以通过对波束成形矩阵进行随机化(在步骤S401处)来生成波束成形信号(可以针对每个接收阵列生成随机化矩阵)。然后，能够从随机波束成形矩阵中获得波束成形信号(在步骤S402至S403处)。

在实施例中，波束成形矩阵的随机化S401可以被执行如下。对于接收元件的多个L个阵列，接收元件的L个阵列的每一个包括相应数量为L1，L2，...，LL的接收元件1，并且适于基于接收信号来生成时间序列输出数据信号，对于(多个L个阵列的)每个阵列，一个生成(在步骤S401处)随机化矩阵W1，W2，...，WL。每个随机化矩阵W1，W2，...，WL将具有相应的维数M1，M2，...，ML，其中，M1<L1，M2<L2，...，ML<LL。然后，(在步骤S402处)将所生成的每个随机化矩阵W1，W2，...，WL应用到(多个L个阵列的)相应阵列以通过每个阵列执行波束成形。最后，波束成形信号从随机化波束成形矩阵通过从每一个阵列输出(在步骤S403处)波束成形的时间序列输出数据信号中获得。

接着，根据另一个方面，本发明可以被体现为用于管理波束成形信号的系统100(图1)。与本发明的方法相一致，这样的系统包括：恢复单元50，其适于从(以给定的传输速率)接收自接收元件的阵列中的波束成形信号中恢复信息；和处理单元60。后者尤其适于(使用估计已恢复信息和参考信息之间的距离的度量)测量已恢复信息的质量。处理单元60还被配置为基于所测量的已恢复信息的质量，指示所述接收阵列改变它们发送波束成形信号的传输速率。当然，处理单元60可以分解成多个子单元。如早先，在无线电干涉应用中，接收元件的阵列例如可以对应于站。在MRI相关的应用的情况中，包括射频线圈的传感器另外可以被使用。这样的系统允许优化接收阵列所使用的传输速率，并且因此优化发送的信息量以及相应地优化所需的信息存储和处理。

在实施例中，恢复单元50可以进一步适于(从接收自第一组阵列中的波束成形信号中)恢复第一信息和(从接收自第二组阵列中的信号中)恢复第二信息(出于在前面参考图7所解释的原因，第二组阵列与第一组阵列不同)。在这种情况下，处理单元60可以适于使用第一信息和第二信息分别作为参考信息和已恢复信息，用于测量已恢复信息的质量。

在实施例中，并且与前面讨论的本发明的方法方面相一致，所述处理单元可以进一步被配置为执行下列操作中的一个或多个：(i)确定由处理单元(有时在此也称为测量单元)60测量的质量具有所期望的质量时的传输速率；(ii)指示接收阵列相应地改变传输速率；(iii)改变对应于接收的波束成形信号的一个或多个波束成形矩阵的维度，以便改变该一个或多个接收阵列发送波束成形信号的传输速率；和(iv)在由相应波束成形矩阵的维度所确定的可用传输速率中确定被测量的质量具有所期望的质量时的最小传输速率。

如上所讨论的概念可以以不同的方式进行组合。例如，图1示出了用于由多个接收阵列10接收信号的设备100。接收阵列10包括相应数量为L1，L2，L3的接收元件1。接收阵列10适于基于接收信号来生成时间序列输出数据信号2。接收信号可以是作为视频和/或音频信号被接收阵列10捕获的信号并且可以包括图形图像、音频内容等。该设备100包括随机化单元20，其适于针对每一个接收阵列10生成随机化矩阵W1，W2，W3。随机化矩阵W1，W2，W3具有相应维数M1，M2，M3，其中，M1<L1，M2<L2，M3<L3。随机化单元20可以周期性地生成新的随机化矩阵W1，W2，W3。随机化矩阵W1，W2，W3彼此不同以使得不同的随机化矩阵W1，W2，W3被应用到接收阵列10的每一个。

所生成的随机化矩阵W1，W2，W3被应用到相应的接收阵列10以在接收阵列10的每一个上执行波束成形。因此，具有维数L1的每个阵列的输出信号矢量被减少到维数M1。

设备100还包括输出单元30，用于从每个接收阵列10输出波束成形的时间序列输出数据信号2。

相关单元40继而通过对多个波束成形的时间序列输出数据信号2进行相关来生成相关矩阵3。相关矩阵3的元素通过波束成形的时间序列输出数据信号2的成对相关(pairwise correlation)而获得。相关矩阵3被转发到恢复单元50。但是请注意，可以设想没有发生相关的实施例，也就是说，实际上可以直接从波束成形的时间序列输出数据信号2中恢复图像而无需通过相关处理，例如正如在现场即时诊断的MRI系统中所进行的那样。

恢复单元50然后基于相关矩阵3和随机化矩阵W1，W2，W3，恢复包含在接收信号中的内容信息4。恢复单元有可能可以被配置为：在恢复包含在接收信号中的信息时考虑接收元件的位置。恢复单元例如可以使用随机化矩阵以及接收元件的位置，用于恢复包含在接收信号中的信息。更一般而言，恢复单元可以使用任何合适的算法用于恢复包含在接收信号中的信息。这样的算法可以例如基于傅立叶成像。

如上所述，恢复的内容信息4例如可以是像天空图像的图形图像。这在图2中示出。如在本示例中所看到的那样，已恢复图像是天球的形式。由接收元件接收到的信号1具有由方向余弦l的函数I(l)所表示的幅度响应。函数I(l)提供了存在于天球内的视场中的源的强度。

图3使用如下内容示出了重建的(或恢复的)信号的信号强度之间的比较：(i)均匀波束成形(常用的方法，具有黑线的白正方形)；(ii)使用如由设备100提供的随机化波束成形(粗黑点)；和(iii)真实源的信号强度(端接垂直线的灰正方形)。如图3中所看到的，使用随机化波束成形提供高质量信号恢复，与真实源几乎完全一致。因此，几乎完美的恢复可以通过使用如本文所公开的随机波束成形来实现。

更一般而言，本发明人观察到均匀波束成形导致约40％的精度，而随机化波束成形导致精度接近100％。

返回参照图1，系统100还包括处理单元60，其采用内容信息4作为输入，以使用适当的度量来测量已恢复信息的质量，如前面所讨论的那样。单元60还能够指示接收阵列改变它们发送波束成形信号的传输速率。为此目的，单元60可以发送新的矩阵维度给随机化单元20(或者更一般而言，波束成形矩阵生成器)，或者等同地，指示随机化单元20改变矩阵的维度。随机化单元20将相应地通过发送新矩阵W1-W3到恢复单元50来进行反应，等等。一旦已经达到所期望的质量并且传输速率已被优化，则从恢复单元50恢复最优内容信息4，必要时它可以被传递给处理单元60。后者可再将最优已恢复信息5转发给请求者。

图5示出了根据实施例的用于管理波束成形信号的方法的高级步骤序列的进一步实施例。第一步骤S401对应于图4的步骤S401。在步骤S501处，随机化矩阵W⁽ⁱ⁾被转发给相应的接收阵列10，在这里被表示为站1到站L。然后使用相应的随机化矩阵W^(l)到W^(L)，执行波束成形S502。在步骤S503处，波束成形的时间序列输出数据信号被转发给相关单元40，它对波束成形的时间序列输出数据信号进行相关S504，以生成相关矩阵。接着，基于所接收的相关矩阵和在S506处馈送的天线位置(其是接收元件的位置)执行图像恢复S505。在图5的示例中，恢复的内容信息是在步骤S507处输出的天空图像。该输出被使用S508来测量已恢复信息的质量。这一测量的结果S509然后被使用S510来决定是否修改传输速率。如果是，则信号S511以反馈回路的方式被发送到步骤S401。

现在更详细地解释一些数学考虑，其可以在本公开的各种实施例中被有利地使用。

首先，如参考图1所讨论的那样，假设依赖于随机波束成形。也就是说，接收阵列10适于基于接收信号(例如，通过接收阵列10捕获的信号)生成时间序列输出数据信号2。针对每个接收阵列10生成随机化矩阵W1，W2，W3(它们具有各自的维数M1，M2，M3，并且M1<L1，M2<L2，M3<L3，并且优选地，它们彼此不同)。此外，可以周期性地生成新的随机化矩阵W1，W2，W3。基本思想是：针对每个接收阵列，具有不同的波束形状，并且因此在接收信号的幅度和相位(即，时间延迟)二者中均编码包含在接收信号中的信息。接收信号是指由接收阵列例如以电磁波的形式接收的信号。除了天空的图形图像以外，接收信号可以是任何种类的无线信号。例如，本方法和系统可以通过干涉被应用到遥感(一般而言，接收元件可以是用于感测信号的传感器，换能器等)，应用到MRI等。

通过在每个接收阵列上应用随机波束成形，本发明的设备和方法可以改善已恢复的信息内容。随机化波束成形以互补的方式被使用在多个接收阵列上。这意味着波束成形的随机化可以区分由接收阵列之一(即一组接收元件)捕获的信息与由另一组接收元件接收到的信息。这可能会导致提高总体信息的质量以及增加所捕获的累积信息内容(例如，通过干涉仪)。

在如本文所考虑的典型应用中，接收元件将被分组以形成站或阵列。对被各个站处的接收元件所接收的信号进行波束成形，并将其发送至中央相关器。然而，波束成形典型地在所有阵列上以相同的方式被执行。

已知的均匀波束成形方法旨在将信噪比(SNR)最大化。与此相反，本方法和系统优选地在每个接收阵列处使用不同的随机化波束成形。通过使得在不同的阵列处独立地进行波束成形，总体信息内容的质量可以得到改善。可以周期性地生成随机化矩阵，以便周期性地改变在不同接收阵列处的波束成形。因而不同的波束协同工作并且接收信号的信息内容和信噪比二者在这种情况下均被考虑。

更详细地说，在优选实施例中，多个L个接收阵列的每一个包括多个接收元件，接收元件的数量可以阵列与阵列不同，但也可以相等。因此，每个接收阵列包括数量为L1，L2，...，LL的接收元件，其中，L1，L2，...，LL有可能不同。对于L个阵列的每一个，生成随机化矩阵，每个矩阵比的维数比相应阵列的接收元件的数量小。

优选地，每个接收信号具有维数L1，L2，...，LL以及每个波束成形的时间序列输出数据信号具有维数M1，M2，...，ML。这对应于较高维数矢量到较低维数矢量的变换，并且在多个时间瞬时处进行。

当在每个接收阵列上执行波束成形时，随机化单元可以适于基于从每个接收元件接收的信号以及根据相应的随机化矩阵来合并时间序列输出数据信号。在接收元件上完成波束成形，也就是说，在阵列级而不是在接收元件级进行。使用不同的维数，一个接收阵列的L1维矢量(或L2，...，LL维矢量)在给定的时间瞬时处被还原为M1维矢量(或M2-...，ML维矢量)。

现在基于示例描述这个内容。假定L个接收阵列，编号为1至L，其中第i个接收阵列包括L⁽ⁱ⁾个接收元件。第i个阵列的接收元件的位置被表示为p⁽ⁱ⁾ _j，其中j＝1，...，L⁽ⁱ⁾。假定由接收元件接收到的信号是中心频率为f₀的窄带信号，从由第i个阵列捕获的单位矢量r_q所指的方向而来的信号S_q可以被写为：

$x_q^{\left(i\right)}=a^{\left(i\right)}\left(r_q\right)s_q,$

其中是由下式给出的朝向方向r_q的第i个阵列的阵列导向矢量：

$a^{\left(i\right)}\left(r_q\right)=\left(\begin{array}{c}{e}^{-j2\mathrm{\&pi;}<p_1^{\left(i\right)},r_q>}\\ \&CenterDot;\\ \&CenterDot;\\ \&CenterDot;\\ e^{-j2\mathrm{\&pi;}<p_{L_i}^{\left(i\right)},r_q>}\end{array}\right),$

其中<p,r>表示矢量p和r之间的内积。假设在天空中存在Q个若干点源，通过堆叠由长度Q矢量的这些源所发射的信号，由第i个接收阵列接收到的信号可以被写成：

x⁽ⁱ⁾＝A⁽ⁱ⁾s，

其中，矩阵i的第q列等于a⁽ⁱ⁾(r_q)。

换言之，在第i个接收阵列处的波束成形可以被看作是由线性算子来变换L⁽ⁱ⁾维信号x⁽ⁱ⁾，因此，它可被表示为矩阵乘法。在第i个阵列处的波束成形矩阵可以被表示其中M⁽ⁱ⁾是在那个阵列处使用的波束成形。第i个阵列的波束成形器输出继而可以被写成：

$\begin{array}{c}{x}_b^{\left(i\right)}=W^{\left(i\right)H}{x}^{\left(i\right)}\\ =W^{\left(i\right)H}{A}^{\left(i\right)}s\end{array},$

其中(·)^H表示矢量的共轭转置。使用来自L个站的波束成形信号的相关器输出等于：

其中，是由源发射的信号的采样自相关。在无线电天文的领域中，源被假定为发射不相关信号，所以随着用于计算相关性的采样的数量增加，接近对角矩阵。

正如在上述公式中可以看见的那样，相关矩阵的每个条目是不同的接收阵列之间的各个相关矩阵的元素的加权组合。每当矩阵的列少于行时，即M⁽ⁱ⁾<L⁽ⁱ⁾时，这表示从高维空间向低维空间的投影，因此如果携带所期望信息的矢量不属于较低维空间则信息丢失。然而，通过随机地选择投影矩阵，整体信息被以比由具有相同维度的均匀波束成形更高的概率可靠地从相关矩阵恢复。

随机化单元可被设计来通过产生随机值以生成随机化矩阵。一种可能性是产生随机值并用随机值填充矩阵。随机值例如可以任意地选择或者从概率分布中导出。然后随机化矩阵的列应被归一化以便具有单位范数。例如，随机化矩阵可以具有这样的元素：元素是独立的并且是同等分布的圆对称复高斯随机变量。例如，每一个随机化矩阵W⁽ⁱ⁾，i＝1，...，L，可以被生成为具有是独立的且是具有零均值和单位方差的同等分布的圆对称复高斯随机变量的元素。

选择随机化的波束成形矩阵的元素作为复高斯随机变量，这导致相关器输出矩阵的统计的直接计算。这是有利的，因为在针对稍后的mage恢复的优化算法中通常假设高斯随机矩阵。

作为对称复高斯随机变量的使用的替换，随机化波束成形矩阵W⁽ⁱ⁾可以通过共轭匹配的波束成形来生成。这可以向感兴趣区域内随机选择的方向完成。在这种情况下，感兴趣区域可以表示信号应该从中被接收或被捕获的天空的区域。在共轭匹配的波束成形中，接收信号与由阵列导向矢量的元素表示的权重共轭相乘，然后求和，产生最佳SNR性能。

尽管如此，滤波器可被应用到每个随机化矩阵以便衰减感兴趣区域之外的信号。例如，在生成波束成形矩阵W⁽ⁱ⁾之后，波束成形矩阵的每一列可以与波束整形滤波器进行卷积，以衰减来自感兴趣区域之外来的信号。波束整形滤波器可以是固定的或自适应的。

现在详细讨论传输速率的优化。假定目标发明是确定图像(例如通过无线电干涉而获得的天空图像)的质量测量。在这种情况下，天空图像是通过处理由在分开较大距离的地理位置处的多个站中分组的天线所接收的信号来恢复，其中所述距离一般为几十或甚至几百公里。如前面所讨论的，可以区分两类实施例。使用如上所述的随机波束成形方法，现在，在对无线电干涉系统的应用的上下文中讨论这些内容。

在第一类实施例中，假设对应于天空图像的视场包含已知强度的源——如通常的情况——以允许阵列元件的校准。然后通过测量源的已知强度和恢复的强度之间的平方误差获得天空图像的质量，其中和s₀分别表示在视场内的良好定义的点处所估计的源强度与已知强度。通过使用三十个天线站(每一个具有五个天线，并且每个站M＝1，2或4个波束)的无线电干涉系统的模拟，已经研究了平方强度误差的估计。在这些模拟中，视场由-0.3和0.3的方向余弦界定，并且假定20个点源，源之间的最小间隔等于0.006。假定具有源强度的方差√(π/2)的瑞利(Rayleigh)分布，在768个采样上执行接收天线信号的相关，并且考虑测量噪声的方差的各种值。

通过与图9B针对假定系统而实际获得的平方强度误差的比较，在图9A中示出在第一类实施例中所使用的方法的准确度。在图9C中描绘平方强度误差的标准偏差。

在第二类实施例中，对应于天空图像的视场包含已知强度源的假设被丢弃。在这种情况下，通过测量由天线站的不同群组在整个视场上恢复的强度之间的差的范数平方所给出的平方误差，获得天空图像的质量，即，其中和分别表示由第一和第二天线站群组所恢复的天空图像的矢量。第二种方法的平方强度误差的估计由图9D来说明，示出了通过使用60个天线站(每一个具有5个天线，并且每个站M＝1，2或4个波束)的无线电干涉系统的模拟所获得的估计的平方强度误差。在这些模拟中，视场由-0.3和0.3的方向余弦界定，并且假定20个点源，源之间的最小间隔等于0.006，瑞利分布具有源强度的方差√(π/2)，在768个采样上执行接收天线信号的相关，并且测量噪声的方差的各种值被考虑。通过重新分类为两组(每组30天线站)，来获得天空图像和注意，不试图优化所采用的稀疏信号恢复算法的参数。但是可以通过对恢复算法中的正则化参数进行迭代重新加权来获得改进的性能。

总结通过这里所公开的实施例所实现的优点：由于针对每个阵列使用多个波束成形，所以测量中的多样性增加，这导致改善了重建保真度。然而，相对应已知的波束成形方法，阵列和处理单元之间的数据传输的速率可以减小(或优化)。换句话说，本文中所描述的实施例可以实现相同或改进的成像分辨率，同时提高磁通密度恢复性能。

计算机化设备可以被适当地设计用于实现如这里所描述的本发明的实施例。在该方面中，可以认识到的是，这里所描述的方法大部分是非交互的和自动的。在一些实施例中，这里所描述的方法可以在交互式、半交互式或非交互式的系统中实现。这里所描述的方法可以以软件(例如固件)、硬件或其组合来实现。在一些实施例中，这里所描述的方法以软件实现为由适当的数字处理设备执行的可执行程序。在其它实施例中，图4、图5和图7的方法的至少一个步骤或所有步骤可以以软件实现为由适当的数字处理设备执行的可执行程序。更普遍而言，可以实现本发明的实施例，其中使用通用数字计算机，诸如个人计算机、工作站等。

例如，图6中所示的系统600示意性地表示了计算机化单元601，例如通用计算机。在实施例中，就硬件架构而言，如图6所示，单元601包括处理器605、耦合到存储器控制器615的存储器610以及经由本地输入/输出控制器635通信耦合的一个或多个输入和/或输出(I/O)设备640、645、650、655(或外围设备)。此外，输入/输出控制器635可以是但不限于一个或多个总线或本领域已知的其它有线或无线连接。输入/输出控制器635可以具有为简单起见省略的附加元件，诸如控制器、缓冲器(高速缓存)、驱动器、复用器和接收机，以实现通信。此外，本地接口可以包括地址、控制和/或数据连接，以实现上述组件之间的合适通信。

在这个实施例中，处理器605是用于执行特别是存储在存储器610中的软件的硬件设备。处理器605可以是任意定制的或商用的处理器、中央处理单元(CPU)、与计算机601相关联的多个处理器之间的辅助处理器、基于半导体的微处理器(微芯片或芯片组的形式)或通常用于执行软件指令的任意设备。

存储器610可以包括易失性存储器元件(例如随机访问存储器)和非易失性存储器元件的任意一个或组合。而且，存储器610可以结合电、磁、光和/或其它类型的存储介质。注意，存储器610可以具有分布式架构，其中各种组件彼此远离定位但可以通过处理器605被访问。

存储器610中的软件可以包括一个或多个单独的程序，每个程序包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序列表。在图6的示例中，存储器610中的软件包括根据这里的一些实施例描述的方法和适当的操作系统(OS)611。OS 611实质上控制其它计算机程序的执行，注意：在这里描述的方法(例如图4、图5、图7)可以部分地实现为应用程序，并且提供调度、输入-输出控制、文件和数据管理、存储器管理以及通信控制和相关服务。

这里描述的方法可以是源程序、可执行程序(对象代码)、脚本或包括将执行的一组指令的任意其它实体的形式。当是源程序形式时，则程序需要经由本身已知的编译器、汇编器、解释器等进行翻译，使得与OS 611相关联地适当运行，该编译器、汇编器、解释器等可以被包括或可以不被包括在存储器610内。此外，该方法可以被编写为具有方法和数据的分类的面向对象编程语言或具有例行程序、子例行程序和/或功能的程序编程语言。

在这个实施例中，常规键盘650和鼠标655被耦合到输入/输出控制器635。其它I/O设备640-655可以包括传感器(特别是在网络元件的情况下)，即对类似温度或压力的物理条件(待监测的物理数据)的变化产生可测量响应的硬件设备。典型地，由传感器产生的模拟信号通过模数转换器被数字化，并且发送到控制器635用于进一步处理。传感器节点理想地是小的、消耗低能量、自动化的，且无人值守地运行。

此外，I/O设备640-655可以进一步包括传送输入和输出二者的设备。系统600可以进一步包括耦合到显示器630的显示器控制器625。在一些实施例中，系统600可以进一步包括用于耦合到网络665的收发器660或网络接口。

在这个实施例中，网络665在单元601和外部系统之间发射和接收数据。网络665可以以无线形式实现，例如使用诸如WiFi、WiMax等无线协议和技术实现。网络665可以是固定无线网络、无线局域网(LAN)、无线广域网(WAN)、个人局域网(PAN)、虚拟私人网络(VPN)、内联网或其它合适网络系统，并且包括用于接收和发射信号的设备。

网络665也可以是基于IP的网络，用于经由宽带连接在单元601和任意外部服务器、客户端等之间的通信。在一些实施例中，网络665可以是服务提供者管理的管理IP网络。除此之外，网络665可以是诸如LAN、WAN、因特网网络等等之类的分组交换网络。

如果单元601是PC、工作台、智能设备等，则存储器610中的软件可以进一步包括基础输入输出系统(BIOS)。BIOS被存储在ROM中，使得当计算机601被激活时BIOS可以被执行。

当单元601运行时，处理器605被配置成执行存储在存储器610内的软件，将数据传送到存储器610以及将数据从存储器610传送出去，并且通常按照软件来控制计算机601的操作。这里描述的方法和OS 611整体上或部分地由处理器605读取，典型地被缓存在处理器605内，然后被执行。当这里描述(例如参照图4和图5)的方法以软件实现时，该方法可以被存储在任意计算机可读介质上，诸如存储设备620，用于由任意计算机相关系统或方法使用或者与任意计算机相关系统或方法相关联地使用。

所属技术领域的技术人员知道，本发明的各个方面可以被实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各个方面可以采用以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、驻留软件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式。此外，在一些实施例中，本发明的各个方面还可以采用在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质具有在其中包含的计算机可读程序代码。可以采用一个或多个计算机可读介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或设备，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的示例(非穷举的列表)将包括如下：具有一个或多个导线的电连接、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、磁存储设备、或者上述的任意合适的组合。在本文件的上下文中，计算机可读存储介质可以是可以包含或存储程序的任何有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者设备使用或者与其结合使用。

计算机可读信号介质可以包括例如在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式中任意形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者设备使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种编程语言的任意组合来编写用于执行本发明各方面的操作的计算机程序代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Java、Smalltalk、C++等，还包括常规的过程编程语言—诸如“C”编程语言或类似的编程语言。程序代码可以完全地在单元601上执行、部分地在单元601上执行、部分在单元601上部分在另一单元601上执行等等。

上面参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些计算机程序指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器被执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。

这些计算机程序指令也可以被加载到计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上，使一系列操作步骤在计算机、其它可编程装置或其它设备上执行以产生计算机执行过程，使得在计算机或其它可编程装置上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图中的一个或多个块中指定的功能/动作的过程。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些替换实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能和算法优化而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

更普遍而言，尽管已经参照特定实施例描述了本发明，但本领域技术人员将理解到的是，可以进行各种改变并且可以替代等同方案，而不脱离本发明的范围。此外，可以进行许多修改以适应本发明教导的特定情形，而不脱离本发明的范围。此外，并不旨在于将本发明限于公开的特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。

为了理解和/或解释本文档的目的，以下段落阐明了用于特定词语或术语的一些定义。

本发明：不应被理解为如下的一种绝对指示：由术语“本发明”所描述的主题由所提交的权利要求或可能在专利审查之后最后授权的权利要求覆盖；而是，术语“本发明”用来帮助读者获得这样的一般感觉：本文中的公开被认为是新的，通过使用术语“本发明”所指示的此理解是假定的且临时的，并且随着开发相关信息且随着潜在地修订权利要求而在专利审查的过程中经受改变。

实施例：参见上文“本发明”的定义——类似解释也适用于术语“实施例”。

和/或：非异或；例如，A，B“和/或”C意指：(i)A或B或C中的至少一个为真且是可应用的。

包括：除非明确地指出，否则意指“包括但不必定局限于”。

模块/子模块：硬件、固件和/或软件的任何集合，其可操作地工作以执行某种功能，而不考虑该模块是否：(i)在单个本地附近区域中；(ii)分布在广泛区域上；(iii)在较大的一片软件代码内的单个附近区域中；(iv)位于单片软件代码内；(v)位于单个存储设备、存储器或介质中；(vi)被机械地连接；(vii)电连接；和/或(iii)以数据通信连接。

计算机：具有显著数据处理和/或机器可读指令读取能力的任何设备，包括但不限于：台式计算机、主计算机、膝上型计算机、基于现场可编程门阵列(FPGA)的设备、智能电话、个人数字助理(PDA)、主体安装或插入式计算机、嵌入式设备类型的计算机以及基于专用集成电路(ASIC)的设备。

Claims (20)

1.一种用于管理波束成形信号的方法，所述方法包括：

从接收元件的一个或多个阵列接收波束成形信号，接收元件的所述一个或多个阵列以给定的传输速率发送波束成形信号；

从所接收的所述波束成形信号中恢复信息；

使用估计恢复的所述信息和参考信息之间的距离的度量，来测量恢复的所述信息的质量；以及

基于测量的所述质量，指示接收元件的所述一个或多个阵列改变接收元件的所述一个或多个阵列发送波束成形信号的传输速率。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

接收波束成形信号包括接收来自接收元件的两个或更多阵列的波束成形信号；以及

恢复所述信息包括从接收自接收元件的所述两个或更多阵列的第一群组的波束成形信号中恢复第一信息；

所述方法还包括：

从接收自接收元件的所述两个或更多阵列的第二群组的波束成形信号中恢复第二信息，所述第二群组与所述第一群组不同，所述第一信息和所述第二信息继而分别用作所述参考信息和恢复的所述信息以用于测量恢复的信息的质量。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述接收、恢复、测量和指示以改变被执行的所述传输速率，以便确定使得被测量的质量具有期望质量的传输速率，以及指示接收元件的所述一个或多个阵列将它们发送波束成形信号的所述传输速率改变至使得被测量的质量具有期望的质量的确定的所述传输速率。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，确定使得被测量的质量具有期望的质量的传输速率包括改变与接收的所述波束成形信号对应的波束成形矩阵的维度。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，执行改变所述波束成形矩阵的所述维度以便获得使得被测量的质量具有期望的质量的最小传输速率。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，改变所述波束成形矩阵的所述维度包括：将波束成形矩阵的维度最小化。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法还包括：如果测量的恢复的信息的所述质量超过期望的质量，则指示降低接收元件的所述一个或多个阵列发送波束成形信号的传输速率。

8.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法还包括：如果测量的恢复的信息的所述质量不等于或未超过期望的质量，则增加所述波束成形矩阵的维度，以相应地提高接收元件的所述一个或多个阵列发送波束成形信号的传输速率。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，从接收的所述波束成形信号中恢复信息包括受到接收的所述波束成形信号的相关矩阵和假设的相关矩阵之间的差的Frobenius范数上的约束，将表示信息的矢量的范数最小化。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，在测量恢复的信息的所述质量时使用的所述度量是恢复的所述信息和所述参考信息之间的平方误差。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接收元件是天线，以及接收元件的所述一个或多个阵列对应于一个或多个天线站，以及恢复的所述信息是通过无线电干涉而获得的天空图像。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接收元件是磁共振成像硬件的射频线圈，以及接收元件的所述一个或多个阵列对应于射频线圈的一个或多个集合，以及恢复的所述信息是磁共振图像。

13.根据权利要求1所述的方法，还包括：在接收所述波束成形信号之前：

通过对波束成形矩阵进行随机化来生成所述波束成形信号；以及

从随机化的所述波束成形矩阵中获得所述波束成形信号。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，通过对波束成形矩阵进行随机化来生成所述波束成形信号包括：针对接收元件的多个L个阵列，接收元件的所述L个阵列的每一个阵列包括相应数目L1，L2，...，LL的接收元件，并且适于基于接收的信号以生成时间序列输出数据信号：

针对接收元件的所述多个L个阵列中的接收元件的每个阵列，生成随机化矩阵，所述随机化矩阵中的每一个随机化矩阵具有相应的维数M1，M2，...，ML，其中，M1<L1，M2<L2，...，ML<LL；以及

将生成的所述随机化矩阵的每一个随机化矩阵应用于接收元件的所述多个L个阵列中的接收元件的相应阵列，以跨越接收元件的所述多个L个阵列中的接收元件的每个阵列执行波束成形；

其中，从随机化的所述波束成形矩阵中获得所述波束成形信号包括：从接收元件的所述多个L个阵列中的接收元件的每个阵列中输出波束成形的时间序列输出数据信号。

15.一种用于管理波束成形信号的系统，所述系统包括：

恢复单元，适于从以给定的传输速率接收自接收元件的一个或多个阵列中的波束成形信号中恢复信息；以及

处理单元，其适于：

使用估计恢复的信息和参考信息之间的距离的度量，来测量恢复的所述信息的质量，以及

基于由所述处理单元测量的恢复的信息的质量，指示接收元件的所述一个或多个阵列改变它们发送波束成形信号的传输速率。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述恢复单元还适于：

从接收自接收元件的阵列的第一群组的波束成形信号中恢复第一信息；以及

从接收自接收元件的阵列的第二群组的波束成形信号中恢复第二信息，所述第二群组与所述第一群组不同；

其中，所述处理单元还适于：使用所述第一信息和所述第二信息分别作为所述参考信息和恢复的所述信息以用于测量恢复的信息的质量。

17.根据权利要求15所述的系统，其中，所述处理单元还被配置来：确定使得被所述测量单元所测量的质量具有期望的质量的传输速率；以及指示接收元件的所述一个或多个阵列将它们发送波束成形信号的所述传输速率改变至被确定的所述传输速率。

18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述处理单元还被配置来：改变与接收的波束成形信号对应的波束成形矩阵的维度，以便改变接收元件的所述一个或多个阵列发送波束成形信号的所述传输速率。

19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述处理单元还被配置来：在由相应波束成形矩阵的维度所确定的可用传输速率之中确定使得被测量的质量具有期望的质量的最小传输速率。

20.一种用于管理波束成形信号的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括具有与其一起实现的程序指令的计算机可读存储介质，所述程序指令可由计算机化系统执行以使：

系统的恢复单元从以给定的传输速率接收自接收元件的一个或多个阵列中的波束成形信号中恢复信息；以及

处理单元：

使用估计恢复的信息和参考信息之间的距离的度量，来测量恢复的所述信息的质量；以及

基于由所述处理单元测量的恢复的信息的质量，指示接收元件的所述一个或多个阵列改变它们发送波束成形信号的传输速率。