专利名称：智能天线波束指向方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种智能天线波束指向方法及装置。
背景技术：
随着移动通信的发展，智能天线技术也应用于第三代移动通信后的多天线系统移动通信中。智能天线利用数字信号处理技术产生空间定向波束，使天线主波束对准有用信号方向，旁瓣或零陷 对准干扰信号方向，达到有效接收有用信号并抑制或消除干扰信号的目的。但是，当有用信号的导向矢量和真实值之间存在误差或失配时，智能天线波束的性能将会急剧地下降。
发明内容
本发明提供了一种智能天线波束指向方法及装置，以至少解决相关技术中当有用信号的导向矢量和真实值之间存在误差或失配时，智能天线波束的性能将会急剧地下降的问题。根据本发明的一方面，提供了一种智能天线波束指向方法，包括:根据对角矩阵中的所有特征值中的最大的特征值确定最优加权矢量中的拉格朗日乘数；使用拉格朗日乘数进行智能天线波束指向。优选地，在ε > η的情况下，根据Y1确定λ，其中ε是导向矢量不确定集约束
参数，g = y lUmal、，" = f μι!2,其中，是有用信号的假定导向矢量，Ym为对角矩阵中
的特征值，M为阵列天线的个数，R = U.Σ.U, U = [U1, u2,..., uM],对角矩阵Σ = [ Y 1 Y2,…，y ], Y1^ Y2彡…彡Y ，其中R是信号样本协方差矩阵，U是R的特征矢量矩阵；使用λ进行智能天线波束指向。优选地，根据-1/ Y !确定λ包括:确定λ是趋近于-1/ Y i的值。优选地，确定λ是趋近于-1/Y1的值包括:在-1/Y1增减I %的范围内，确定λ的值。优选地，在ε ( η的情况下，λ彡O。根据本发明的另一方面，提供了一种智能天线波束指向装置，包括:确定模块，用于根据对角矩阵中的所有特征值中的最大的特征值确定最优加权矢量中的拉格朗日乘数；处理模块，用于使用拉格朗日乘数进行智能天线波束指向。优选地，确定模块包括:确定子模块，用于在ε > η的情况下，根据Y1确定λ，其中ε是导向矢量不确定集约束参数，
M IuffJlIM
ε = ±, I m 1、，" = y|ul|2,其中，是有用信号的假定导向矢量，Ym为对角矩阵中的特 m=i (1 + ^-rm)1a
征值，M为阵列天线的个数,R = U.Σ.υ,υ = [UpU2,…，uM],对角矩阵Σ= [Y1, Y2,...,y ], Y1^ Y2彡…彡YM，其中R是信号样本协方差矩阵，U是R的特征矢量矩阵；处理子模块，用于使用λ进行智能天线波束指向。优选地，确定子模块包括:确定单元，用于确定λ是趋近于-1/Y1的值。优选地，确定单元包括:确定子单元，用于在-Ι/h增减1%的范围内，确定λ的值。优选地，在ε ( η的情况下，λ≥O。通过本发明，λ采用负加载，解决了当有用信号的导向矢量和真实值之间存在误差或失配时，智能天线波束的性能将会急剧地下降的问题，使得智能天线波束获得最优的性能。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:图1是根据本发明实施例的智能天线波束指向方法的流程图；图2是根据本发明优选实施例的智能天线波束指向方法的流程图；图3是根据本发明实施 例的智能天线波束指向装置的结构框图；图4是根据本发明优选实施例的智能天线波束指向装置的结构框图一；图5是根据本发明优选实施例的智能天线波束指向装置的结构框图二 ；图6是根据本发明优选实施例的智能天线波束指向装置的结构框图三。
具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。本发明提供了一种智能天线波束指向方法。图1是根据本发明实施例的智能天线波束指向方法的流程图，如图1所示，包括如下的步骤S102至步骤S104。步骤S102，根据对角矩阵中的所有特征值中的最大的特征值确定最优加权矢量中的拉格朗日乘数。步骤S104，使用拉格朗日乘数进行智能天线波束指向。相关技术中，当有用信号的导向矢量和真实值之间存在误差或失配时，智能天线波束的性能将会急剧地下降。本发明实施例中，拉格朗日乘数通过采用负加载可以获得最优的性能改善，从而使得智能天线波束获得最优的性能。优选地，在ε > η的情况下，根据Y1确定λ，其中ε是导向矢量不确定集约束
参数，g = y lUmal、，" = f μι!2,其中，是有用信号的假定导向矢量，Ym为对角矩阵中
的特征值，M为阵列天线的个数，R = U.Σ.U, U = [U1, u2,..., uM],对角矩阵Σ = [ Y 1 Y2,…，y ], Y1≥ Y2≤…≤Y ，其中R是信号样本协方差矩阵，U是R的特征矢量矩阵；使用λ进行智能天线波束指向。优选地，根据-1/Y1确定λ包括:确定λ是趋近于-1/Y1的值。本发明直接利用趋近于(但不等于)-1/Y I的数值作为最优加载因子的近似，而且可以获得较好的稳健自适应波束形成效果。优选地,确定λ是趋近于-1/Y i的值包括:在-1/Y i增减I %的范围内，确定λ的值。优选地，在ε ( η的情况下，λ彡O。本优选实施例中，考虑到ε ( η的情况，其中，零解可以通过合理选择约束参数进行有效地避免。为了验证智能天线在各种导向矢量失配存在时的波束形成性能达到最优，下面将结合图2对图1中的步骤S102至步骤S104的推导过程进行详细描述。图2是根据本发明优选实施例的智能天线波束指向方法的流程图，如图2所示，包括以下的步骤S202至步骤S208。步骤S202，针对Capon自适应波束形成，得到在导向矢量失配时的稳健波束形成算法。针对Capon波束形成算法，在导向矢量失配时的稳健波束形成算法如下。
权利要求
1.一种智能天线波束指向方法，其特征在于包括: 根据对角矩阵中的所有特征值中的最大的特征值确定最优加权矢量中的拉格朗日乘数； 使用所述拉格朗日乘数进行智能天线波束指向。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据根据对角矩阵中的所有特征值中的最大的特征值确定最优加权矢量中的拉格朗日乘数包括: 在ε > η的情况下，根据特征值中的最大的特征值Y1确定拉格朗日常数λ，其中ε是导向矢量不确定集约束参数
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据-1/Y1确定λ包括:确定λ是趋近于-1/ Y 1的值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定λ是趋近于-1/Yl的值包括:在-1/Y工增减I %的范围内，确定λ的值。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在ε( η的情况下，λ彡O。
6.一种智能天线波束指向装置，其特征在于包括: 确定模块，用于根据对角矩阵中的所有特征值中的最大的特征值确定最优加权矢量中的拉格朗日乘数； 处理模块，用于使用所述拉格朗日乘数进行智能天线波束指向。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于包括: 确定子模块，用于在ε > η的情况下，根据特征值中的最大的特征值Y1确定拉格朗日常数λ，其中ε是导向矢量不确定集约束参数，,其中，是有用信号的假定导向矢量，Ym为对角矩阵中的特征值，M为阵列天线的个数，R= υ.Σ -U,U = [u1； U2,..., UM]，对角矩阵Σ = [ Y 1; Y2,…，YM]，Y1≥Y2≥…≥ΥΜ，其中R是信号样本协方差矩阵，U是R的特征矢量矩阵； 处理子模块，用于使用λ进行智能天线波束指向。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定子模块包括:确定单元，用于确定λ是趋近于-1/ Y 1的值。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定子模块包括:确定子单元，用于在-1/Y1增减1 %的范围内，确定λ的值。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在ε≤ η的情况下，λ≥O。
全文摘要
本发明公开了一种智能天线波束指向方法及装置，该方法包括根据对角矩阵中的所有特征值中的最大的特征值确定最优加权矢量中的拉格朗日乘数；使用所述拉格朗日乘数进行智能天线波束指向。本发明使得智能天线波束获得最优的性能。
文档编号H04B7/06GK103178887SQ201110437549
公开日2013年6月26日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者曾召华, 李斌, 史凡, 秦洪峰, 刘聪锋, 甘昶, 冯汝鹏 申请人:中兴通讯股份有限公司