專(zhuān)利名稱(chēng)：智能天線波束指向方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體而言，涉及一種智能天線波束指向方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)通信的發(fā)展，智能天線技術(shù)也應(yīng)用于第三代移動(dòng)通信后的多天線系統(tǒng)移動(dòng)通信中。智能天線利用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對(duì)準(zhǔn)有用信號(hào)方向，旁瓣或零陷 對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)方向，達(dá)到有效接收有用信號(hào)并抑制或消除干擾信號(hào)的目的。但是，當(dāng)有用信號(hào)的導(dǎo)向矢量和真實(shí)值之間存在誤差或失配時(shí)，智能天線波束的性能將會(huì)急劇地下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種智能天線波束指向方法及裝置，以至少解決相關(guān)技術(shù)中當(dāng)有用信號(hào)的導(dǎo)向矢量和真實(shí)值之間存在誤差或失配時(shí)，智能天線波束的性能將會(huì)急劇地下降的問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種智能天線波束指向方法，包括:根據(jù)對(duì)角矩陣中的所有特征值中的最大的特征值確定最優(yōu)加權(quán)矢量中的拉格朗日乘數(shù)；使用拉格朗日乘數(shù)進(jìn)行智能天線波束指向。優(yōu)選地，在ε > η的情況下，根據(jù)Y1確定λ，其中ε是導(dǎo)向矢量不確定集約束
參數(shù)，g = y lUmal、，" = f μι!2,其中，是有用信號(hào)的假定導(dǎo)向矢量，Ym為對(duì)角矩陣中
的特征值，M為陣列天線的個(gè)數(shù)，R = U.Σ.U, U = [U1, u2,..., uM],對(duì)角矩陣Σ = [ Y 1 Y2,…，y ], Y1^ Y2彡…彡Y ，其中R是信號(hào)樣本協(xié)方差矩陣，U是R的特征矢量矩陣；使用λ進(jìn)行智能天線波束指向。優(yōu)選地，根據(jù)-1/ Y !確定λ包括:確定λ是趨近于-1/ Y i的值。優(yōu)選地，確定λ是趨近于-1/Y1的值包括:在-1/Y1增減I %的范圍內(nèi)，確定λ的值。優(yōu)選地，在ε ( η的情況下，λ彡O。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種智能天線波束指向裝置，包括:確定模塊，用于根據(jù)對(duì)角矩陣中的所有特征值中的最大的特征值確定最優(yōu)加權(quán)矢量中的拉格朗日乘數(shù)；處理模塊，用于使用拉格朗日乘數(shù)進(jìn)行智能天線波束指向。優(yōu)選地，確定模塊包括:確定子模塊，用于在ε > η的情況下，根據(jù)Y1確定λ，其中ε是導(dǎo)向矢量不確定集約束參數(shù)，
M IuffJlIM
ε = ±, I m 1、，" = y|ul|2,其中，是有用信號(hào)的假定導(dǎo)向矢量，Ym為對(duì)角矩陣中的特 m=i (1 + ^-rm)1a
征值，M為陣列天線的個(gè)數(shù),R = U.Σ.υ,υ = [UpU2,…，uM],對(duì)角矩陣Σ= [Y1, Y2,...,y ], Y1^ Y2彡…彡YM，其中R是信號(hào)樣本協(xié)方差矩陣，U是R的特征矢量矩陣；處理子模塊，用于使用λ進(jìn)行智能天線波束指向。優(yōu)選地，確定子模塊包括:確定單元，用于確定λ是趨近于-1/Y1的值。優(yōu)選地，確定單元包括:確定子單元，用于在-Ι/h增減1%的范圍內(nèi)，確定λ的值。優(yōu)選地，在ε ( η的情況下，λ≥O。通過(guò)本發(fā)明，λ采用負(fù)加載，解決了當(dāng)有用信號(hào)的導(dǎo)向矢量和真實(shí)值之間存在誤差或失配時(shí)，智能天線波束的性能將會(huì)急劇地下降的問(wèn)題，使得智能天線波束獲得最優(yōu)的性能。


此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能天線波束指向方法的流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的智能天線波束指向方法的流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施 例的智能天線波束指向裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的智能天線波束指向裝置的結(jié)構(gòu)框圖一；圖5是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的智能天線波束指向裝置的結(jié)構(gòu)框圖二 ；圖6是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的智能天線波束指向裝置的結(jié)構(gòu)框圖三。
具體實(shí)施例方式需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種智能天線波束指向方法。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能天線波束指向方法的流程圖，如圖1所示，包括如下的步驟S102至步驟S104。步驟S102，根據(jù)對(duì)角矩陣中的所有特征值中的最大的特征值確定最優(yōu)加權(quán)矢量中的拉格朗日乘數(shù)。步驟S104，使用拉格朗日乘數(shù)進(jìn)行智能天線波束指向。相關(guān)技術(shù)中，當(dāng)有用信號(hào)的導(dǎo)向矢量和真實(shí)值之間存在誤差或失配時(shí)，智能天線波束的性能將會(huì)急劇地下降。本發(fā)明實(shí)施例中，拉格朗日乘數(shù)通過(guò)采用負(fù)加載可以獲得最優(yōu)的性能改善，從而使得智能天線波束獲得最優(yōu)的性能。優(yōu)選地，在ε > η的情況下，根據(jù)Y1確定λ，其中ε是導(dǎo)向矢量不確定集約束
參數(shù)，g = y lUmal、，" = f μι!2,其中，是有用信號(hào)的假定導(dǎo)向矢量，Ym為對(duì)角矩陣中
的特征值，M為陣列天線的個(gè)數(shù)，R = U.Σ.U, U = [U1, u2,..., uM],對(duì)角矩陣Σ = [ Y 1 Y2,…，y ], Y1≥ Y2≤…≤Y ，其中R是信號(hào)樣本協(xié)方差矩陣，U是R的特征矢量矩陣；使用λ進(jìn)行智能天線波束指向。優(yōu)選地，根據(jù)-1/Y1確定λ包括:確定λ是趨近于-1/Y1的值。本發(fā)明直接利用趨近于(但不等于)-1/Y I的數(shù)值作為最優(yōu)加載因子的近似，而且可以獲得較好的穩(wěn)健自適應(yīng)波束形成效果。優(yōu)選地,確定λ是趨近于-1/Y i的值包括:在-1/Y i增減I %的范圍內(nèi)，確定λ的值。優(yōu)選地，在ε ( η的情況下，λ彡O。本優(yōu)選實(shí)施例中，考慮到ε ( η的情況，其中，零解可以通過(guò)合理選擇約束參數(shù)進(jìn)行有效地避免。為了驗(yàn)證智能天線在各種導(dǎo)向矢量失配存在時(shí)的波束形成性能達(dá)到最優(yōu)，下面將結(jié)合圖2對(duì)圖1中的步驟S102至步驟S104的推導(dǎo)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)描述。圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的智能天線波束指向方法的流程圖，如圖2所示，包括以下的步驟S202至步驟S208。步驟S202，針對(duì)Capon自適應(yīng)波束形成，得到在導(dǎo)向矢量失配時(shí)的穩(wěn)健波束形成算法。針對(duì)Capon波束形成算法，在導(dǎo)向矢量失配時(shí)的穩(wěn)健波束形成算法如下。
權(quán)利要求
1.一種智能天線波束指向方法，其特征在于包括: 根據(jù)對(duì)角矩陣中的所有特征值中的最大的特征值確定最優(yōu)加權(quán)矢量中的拉格朗日乘數(shù)； 使用所述拉格朗日乘數(shù)進(jìn)行智能天線波束指向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)根據(jù)對(duì)角矩陣中的所有特征值中的最大的特征值確定最優(yōu)加權(quán)矢量中的拉格朗日乘數(shù)包括: 在ε > η的情況下，根據(jù)特征值中的最大的特征值Y1確定拉格朗日常數(shù)λ，其中ε是導(dǎo)向矢量不確定集約束參數(shù)
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)-1/Y1確定λ包括:確定λ是趨近于-1/ Y 1的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，確定λ是趨近于-1/Yl的值包括:在-1/Y工增減I %的范圍內(nèi)，確定λ的值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在ε( η的情況下，λ彡O。
6.一種智能天線波束指向裝置，其特征在于包括: 確定模塊，用于根據(jù)對(duì)角矩陣中的所有特征值中的最大的特征值確定最優(yōu)加權(quán)矢量中的拉格朗日乘數(shù)； 處理模塊，用于使用所述拉格朗日乘數(shù)進(jìn)行智能天線波束指向。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于包括: 確定子模塊，用于在ε > η的情況下，根據(jù)特征值中的最大的特征值Y1確定拉格朗日常數(shù)λ，其中ε是導(dǎo)向矢量不確定集約束參數(shù)，,其中，是有用信號(hào)的假定導(dǎo)向矢量，Ym為對(duì)角矩陣中的特征值，M為陣列天線的個(gè)數(shù)，R= υ.Σ -U,U = [u1； U2,..., UM]，對(duì)角矩陣Σ = [ Y 1; Y2,…，YM]，Y1≥Y2≥…≥ΥΜ，其中R是信號(hào)樣本協(xié)方差矩陣，U是R的特征矢量矩陣； 處理子模塊，用于使用λ進(jìn)行智能天線波束指向。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述確定子模塊包括:確定單元，用于確定λ是趨近于-1/ Y 1的值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述確定子模塊包括:確定子單元，用于在-1/Y1增減1 %的范圍內(nèi)，確定λ的值。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，在ε≤ η的情況下，λ≥O。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種智能天線波束指向方法及裝置，該方法包括根據(jù)對(duì)角矩陣中的所有特征值中的最大的特征值確定最優(yōu)加權(quán)矢量中的拉格朗日乘數(shù)；使用所述拉格朗日乘數(shù)進(jìn)行智能天線波束指向。本發(fā)明使得智能天線波束獲得最優(yōu)的性能。
文檔編號(hào)H04B7/06GK103178887SQ201110437549
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者曾召華, 李斌, 史凡, 秦洪峰, 劉聰鋒, 甘昶, 馮汝鵬 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司