[发明专利]一种发射波束的形成方法

说明书

本发明实施例提供的一种发射波束的形成方法，现在通信中普遍采用多波束技术增加系统的容量。多波束天线系统采用波束形成网络在空间形成多个不同指向的波束，从而实现空分复用，增加通信容量。波束可以分为模拟和数字两种实现方式，其中数字波束形成具有波束灵活可控、旁瓣电平低以及自适应零点等优点。

技术领域

本发明涉及发射波束形成技术领域，特别是涉及一种发射波束的形成方法。

背景技术

波束形成实际上是一种应用到由多个阵元组成的天线阵列上的数字信号处理技术。它利用有用信号和干扰信号在波达(波离)角度等空间信道特性上的差异。现有技术无法在空间上隔离期望信号和干扰信号实现对期望信号的增强和对干扰信号的抑制，进而导致通信的容量较小以及通信质量较差。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种发射波束的形成方法，以提高通信的容量和质量。具体技术方案如下：

本发明实施例提供了一种发射波束的形成方法，包括：

构建具有几何形状的天线阵列；

接收信号源，将所述信号源输入至所述天线阵列中；

利用所述天线阵列分离所述信号源，得到期望信号和干扰信号；

利用自适应算法和加权计算法分别为所述期望信号和所述干扰信号加权；

在所述期望信号加权，以形成窄的主波束；在所述干扰信号加权以形成零陷，实现对所述干扰信号的抑制或抵消；

将加权后的所述期望信号和加权后的所述干扰信号作为发射波束。

可选的，所述天线阵列包括多个阵元，相邻的两个阵元之间的距离为λ/2；其中，λ为信号源的波长。

可选的，各所述阵元之间无耦合。

可选的，还包括对所述发射波束进行校正。

可选的，所述校正方法为远场校正方法或基于正交码的校正方法。

可选的，加权后的所述期望信号的强度表达式为：

P(θ)＝|W^Ha(θ)|

式中，P(θ)为加权后的所述期望信号的强度；aθ为期望信号在θ方向上的导向矢量；W^H为所述期望信号的加权值。

可选的，还包括对所述发射波束进行优化；所述优化的表达式为：

约束条件1：W^Ha(θ_i)＝0,i＝1,2,…,(N-1)

约束条件2：W^HW＝1

式中，θ₀为期望用户方向。θ_i为第i个干扰用户方向，系统共包括N个用户。目标函数是为了保证在期望用户方向上形成主瓣。第一个约束条件是为了在其它N-1个干扰用户方向上形成零陷，从而降低对其它用户的干扰。第二个约束条件则是为了保证系统总的发射功率恒定。

本发明实施例提供的一种发射波束的形成方法，现在通信中普遍采用多波束技术增加系统的容量。多波束天线系统采用波束形成网络在空间形成多个不同指向的波束，从而实现空分复用，增加通信容量。波束可以分为模拟和数字两种实现方式，其中数字波束形成具有波束灵活可控、旁瓣电平低以及自适应零点等优点。