[发明专利]一种波束赋形方法及装置

说明书

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=wTx=Σn=1Nwnxn]]>

(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：

wopt1=argmaxw(wHRxxwwHw)]]>(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。