[发明专利]一种树形宽带波束形成器

摘要

该发明公开了一种树形宽带波束形成器，属于接收无线传输信号的天线阵列信号处理范畴，特别是一种涉及到波束形成器级联结构以及收敛速度和计算量的新型波束形成器。将天线阵列划分为若干个子阵列，再对各个子阵列接收到的信号组合为一个数据单元并采用FROST波束形成器进行处理，这些子阵列信号处理过程作为树形结构的第1级，之后将树形结构第1级的输出信号也组合为若干个数据单元，分别输入到相应数量的FROST波束形成器进行处理，此时的信号处理过程称为树形结构的第2级。以此类推，按照第2级子波束形成器的方式得到其它更深级数的子波束形成器，最终形成树形结构的波束形成器。从而具有大幅减小计算量、提高系统稳健性、增大信噪比的效果。

主权项

一种树形宽带波束形成方法，其特征在于包括步骤为：步骤1、将天线阵列划分为若干个子阵列，再对各个子阵列接收到的信号组合为一个数据单元并采用FROST波束形成器进行处理，这些子阵列信号处理过程作为树形结构的第1级，之后将树形结构第1级的输出信号也组合为若干个数据单元，分别输入到相应数量的FROST波束形成器进行处理，此时的信号处理过程称为树形结构的第2级；以此类推，按照第2级子波束形成器的方式得到其它更深级数的子波束形成器，再根据接收信号的带宽和计算量大小确定子阵列大小和各FROST波束形成器中延迟线级数，进而确定树形宽带波束形成器结构；步骤2、根据完成波束形成矢量迭代所需要的时间，干扰抑制要求，选择层‑层迭代更新或者步‑步迭代更新，要求更高的信号干扰比时，选择层‑层迭代更新，要求更少的更新时间时，选择步‑步迭代更新；其中层—层迭代更新表示第p+1级子波束形成器的输入由第p级子波束形成器的输出和第p级子波束形成器的最优权值确定，即：x^(p+1)(k)＝w^(1:p)Tx^(p)(k),w^(1:p)为第p级子波束形成器迭代完成后的最优权值，x^(p)(k)为第p级子波束形成器的输出，[·]^T为向量的转置，x^(p+1)(k)为第p+1级子波束形成器的输入；其中步‑步迭代更新表示第p+1级子波束形成器的输入由第p级子波束形成器的输出和第p级子波束形成器中各FROST波束形成器的当前权值确定，即：x^(p+1)(k)＝w^(1:p)T(k)x^(p)(k)w^(1:p)(k)表示第p级子波束形成器中各FROST波束形成器在当前信号处理时刻的权值，x^(p)(k)为第p级子波束形成器的输出，[·]^T代表向量的转置，x^(p+1)(k)为第p+1级子波束形成器的输入；步骤3、根据步骤1确定的树形宽带波束形成器结构，和步骤二确定的迭代更新方式，计算波束形成器各级子波束形成器的权值矢量值：步骤4、计算输出信号干扰噪声比，判断输出信号干扰噪声比是否满足要求，如果满足要求则终止迭代，输出迭代结果，否则返回步骤3继续迭代。