[发明专利]用于波束赋形的装置、智能天线、无线通信设备

说明书

技术领域

本发明属于智能天线技术领域，尤其涉及一种用于波束赋形的装置， 以及采用该装置的智能天线和无线通信设备。

背景技术

在移动通信环境条件下，复杂的地形、建筑物的结构都会对电波的传 播产生影响，大量用户间的相互作用也会产生时延扩散、瑞利衰落、多径、 信道干扰等，从而会使通信质量受到影响。采用智能天线可以有效地解决 这些问题。智能天线采用空分多址技术，利用信号在传输方向上的差别， 将同频率或同时隙、同码道的信号区分开来，最大限度地利用有限的信道 资源。智能天线的核心在数字信号处理部分，它根据一定的准则，使天线 阵产生定向波束指向用户，并自动地调整权重系数以实现所需的空间滤波。 智能天线的结构如图1所示，主要包括依次串联的天线阵列101，模数转 换模块102和波束成型网络103，以及控制波束成型网络加权向量的数字 信号处理器104等四个部分。天线阵列部分，天线的阵元数量与天线阵元 的配置方式对智能天线的性能有着重要的影响。模数转换，下行是将模拟 信号转换成数字信号，上行是将数字信号转换成模拟信号。数字信号处理 器，根据自适应空间滤波器/波束赋形算法和估计的来波方向等产生加权向 量。波束成型网络，动态自适应加权处理以产生期望的自适应波束。

自适应波束赋形算法目前主要有最大信噪比(SNR)、最小均方误差 (MMSE，MinimumMeanSquareError)、最小方差、最大似然等。常用 的自适应算法有直接抽样协方差矩阵求逆(DMI，DirectMatrixInverse) 算法、最小均方(LMS，LeastMeanSquare)算法、递归最小二乘(RLS， RecursiveLeastSquares)算法、恒模算法(CMA，ConstantModulus Algorithm)等。但对于公路、铁路、航运等具有确定运动轨迹的无线通信 场景，始终没有一种自适应波束赋形算法可以有效地提高频谱效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的是提出一种用于波束赋形的装置，可以 获得高频谱效率，在公路、铁路、航运等具有确定运动轨迹的无线通信场 景中效果更佳明显。

为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单 的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或 描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念， 以此作为后面的详细说明的序言。

在一些说明性实施例中，所述用于波束赋形的装置包括：获取移动设 备位置信息的第一单元；和，选取与所述移动设备位置相对应的波束赋形 用加权向量的第二单元；其中，所述移动设备具有确定的运动轨迹。

本发明的另一个目的是提出一种智能天线。

在一些说明性实施例中，所述智能天线包括依次串联的天线阵列，模 数转换模块和波束成型网络，以及控制所述波束成型网络加权向量的数字 信号处理器，其中，所述数字信号处理器包括所述用于波束赋形的装置； 所述第二单元获取的加权向量用于所述波束成型网络进行波束赋形。

本发明的另一个目的是提出一种无线通信设备。

在一些说明性实施例中，所述无线通信设备包括卫星定位装置和智能 天线，所述智能天线包括依次串联的天线阵列，模数转换模块和波束成型 网络，以及控制所述波束成型网络加权向量的数字信号处理器，其中，所 述数字信号处理器包括所述用于波束赋形的装置。

本发明的再一个目的是提出一种无线通信设备。

在一些说明性实施例中，所述无线通信设备包括惯性制导装置和智能 天线，所述智能天线包括依次串联的天线阵列，模数转换模块和波束成型 网络，以及控制所述波束成型网络加权向量的数字信号处理器，其中，所 述数字信号处理器包括所述用于波束赋形的装置。

本发明的再一个目的是提出一种无线通信设备。

在一些说明性实施例中，所述无线通信设备固定于设定位置，包括智 能天线，所述智能天线包括依次串联的天线阵列，模数转换模块和波束成 型网络，以及控制所述波束成型网络加权向量的数字信号处理器，其中， 所述数字信号处理器包括所述用于波束赋形的装置。