信号预处理阶段：
[0058] (1)利用特征空间法和噪声空间消除法分离有效信号，抵消噪声和干扰信号。特征 空间法将信号分成噪声子空间和信号子空间，噪声空间消除法利用噪声相互抵消消除干扰 噪声信号。特征空间法和噪声空间消除法为现有技术，具体可以参见《智能天线的自适应波 束形成算法的研究》（丁淑娟，硕士论文，哈尔滨工程大学，2005年2月）。
[0059] 信号子空间Qs=[q!，q2, · · ·，qK+1]，其中q!，q2, · · ·，qK+1是信号（需要信号和干扰 信号）产生的特征值相应的特征矢量。
[0060] 噪声子空间Qn=[qK+2,qK+3, · · ·，qM]，其中qK+2,qK+3, · · ·，qM是噪声产生的特征值相 应的特征矢量。
[0061] 噪声消除子空间仏=bm，心5其中知+2,心+3，…,?，是噪声产生的互补的 特征值相应的特征矢量。
[0062] (2)确定初始权向量：
[0063] A.利用接收信号构造样本的自相关矩阵
[0064]
[0065] 其中
[0066]队为一个时隙内的训练字符数；
[0067]Nb为一个时隙内的总字符数；
[0068]X= [x(0)，…，x(Nt_l)]是发送训练序列期间天线阵所接收到的信号；
[0069]W= …是发送训练序列期间天线阵所接收到的协助理信号，用于 信号预测和部分信号的补充；
[0070]Η为矩阵的共辄转置符号；
[0071] Β.自相关矩阵特征值的分解
[0072]
[0073] 其中
[0074] Us，1]"分别是Qs，Qn的特征矩阵；
[0075]As=diag[λ· · ·，XL+1],Λη=diag[λL+2, · · ·，λΜ]，λ· · ·，XL+1为原始信号 (需要信号和干扰噪声信号）产生的特征值，λU2,...，λM为噪声产生的特征值，Μ为天线 的阵元数；
[0076] C.计算权矢量
[0077]
[0078] 其中
[0079]ξ为权向量系数，Us，仏分别是Qs，Qn的特征矩阵；
[0080] X= [x(0)，…，X(Nt-l)]是发送训练序列期间天线阵所接收到的信号；
[0081] γ(θs)为期望信号以θs方向入射构成的信号矢量；
[0082] Γ是校正函数，Γ=ρσ_0 +Ω，0，p为信号矢量系数，Ω为噪声矢量系数；
[0083]
m= 0, 1，2,…，M-1;k= 0, 1，2,…Κ-1
[0084]m为矩阵的行编号，也可以看作是对天线元件的编号；k为矩阵的列编号，也可以 看作是对波束的编号，Μ为天线元件个数，K为波束数量。floor函数表示取小于或者等于括 号内指定表达式的最大整数。mod表示取棋运算函数，mod(X，Y)为X除以Y所得的余数；
[0085]s=[s(0)，s(1)，…，s(Nt_l)]为训练序列；
[0086] 信号处理及后续阶段：
[0087] (3)权向量的迭代过程：
[0088] 在上一步骤（2)中基于子空间的算法求出的权矢量作为初始的权向量，即 r0) =:i, .Wc[0089] ▲笛ι· 出仲的士T7 县6h/入·
[0090]
[0091]其中s= [s(0),s(l),…，s(Nt_l)]为训练序列；
[0092] 是包含从队个己知的信源符号和Nb-Ntf估计出的信源符号的序列；函数
'是信源星座图的先验知识；函数Δ(t)是校正补偿函数，Δ(t) =ncost+σsin t，n为信号矢量归一化系数，σ为噪声矢量归一化系数；；
[0093] 如果初始化很准确，那么它就会返回信源符号的正确相位。由于这个原因，在#? 中相对应的Nb-Nt个符号被称为伪训练符号。它的训练序列是由已知符号和信号的恒模特 性所提供的一个伪训练序列。
[0094] 权向量进行迭代，直到
[0095]
[0096] 其中ζ>0是一个很小的正数，比如可以取105。
[0097]按照本发明提供的60GHz无线通信系统自适应波束形成快速计算方法，所述自适 应波束形成快速计算方法还包括对计算出来的信号的误码率采取抑制。
[0098] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领 域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替 代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0099] 尽管本文较多地使用了信号子空间、时隙等术语，但并不排除使用其它术语的可 能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一 种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
【主权项】
1. 一种半盲动态恒模自适应波束形成的方法，其特征在于，包括以下步骤： 501、 天线阵接收原始信号； 502、 使用特征空间法将原始信号分离成噪声子空间和信号子空间； 503、 使用噪声空间消除法消除干扰噪声信号； 504、 确定初始权向量； 505、 对初始权向量进行迭代； 506、 波束形成器将处理后的数据输出。2. 根据权利要求1所述的一种半盲动态恒模自适应波束形成的方法，其特征在于，信 号子空间为：Qs= [q^q2, ...，qiw]，其中A，％，...，％+ι是原始信号产生的特征值相应的特 征矢量；原始信号包括需要信号和干扰噪声信号； 噪声子空间为：Qn= [qK+2,qK+3,· · ·，qM]，其中qK+2,qK+3,· · ·，qM是噪声产生的特征值相应 的特征矢量； 噪声消除子空间为：L其中^2不+3，...，心是噪声产生的互补的 特征值相应的特征矢量； 所述确定初始权向量具体为： Α.利用接收信号构造样本的自相关矩阵其中： 队为一个时隙内的训练字符数； Nb为一个时隙内的总字符数； X= [x(0)，…，x(Nt-l)]是发送训练序列期间天线阵所接收到的信号； 供=[；外…是发送训练序列期间天线阵所接收到的协助理信号，用于信号 预测和部分信号的补充；Η为矩阵共辄转置符号； Β.自相关矩阵特征值的分解 将自相关矩阵I分解为两部分，即4 = +々,人￡/f 其中： 1和Un分别是Q3和Qn的特征矩阵；字母上方的箭头为自相关矩阵符号； As=diag[λ· · · ,XL+1],Λη=diag[λL+2, · · · ,λΜ]，λ· · · ,XL+1为原始信号产生 的特征值，λU2,...，λM为噪声产生的特征值，Μ为天线的阵元数； C.计算权向量其中： ξ为权向量系数，γ(θs)为期望信号以θs方向入射构成的信号矢量；r是校正函数，r=ρθ_0 +ω，0，p为信号矢量系数，ω为噪声矢量系数；j为虚数单位，m为矩阵的行编号，也可以看作是对天线元件的编号；k为矩阵的列编 号，也可以看作是对波束的编号，K为波束数量；floor函数表示取小于或者等于括号内 指定表达式的最大整数；mod表示取余运算函数，mod(X，Y)为X除以Y所得的余数；s= [s(0)，s(1)，…，s(Nt-1)]为训练序列。3. 根据权利要求1或2所述的一种半盲动态恒模自适应波束形成的方法，其特征在于， 权向量的迭代过程具体为： 在步骤（2)中求出的权向量作为初始的权向量，即#(?ι = ; 令第i次迭代的权向量的公式如下：其中s=[s(0)，s(1)，…，s(Nt-1)]为训练序列；5'υ是包含从Nt个己知的信源符号和Nb-Nl估计出的信源符号的序列： 是?目源星座图的先验知识； 函数Δ(t)是校正补偿函数，Δ(t) =ncost+σsint，η为信号矢量归一化系数，〇 为噪声矢量归一化系数；； 权向量进行迭代，直到其中ζ> 0。4. 根据权利要求1或2所述的一种半盲动态恒模自适应波束形成的方法，其特征在于， 所述ζ的取值范围是〇 <ζ彡1。5. 根据权利要求3所述的一种半盲动态恒模自适应波束形成的方法，其特征在于，波 束形成器输出的数据进行误码率抑制以后，输入到模数转换器，通过模数转换器后再传送 到功率放大器，经过功率放大器再通过天线输出。
【专利摘要】本发明公开了一种半盲动态恒模自适应波束形成的方法，旨在公开一种误码率低、效率高的波束形成的方法。本发明首先利用特征空间算法和噪声空间消除法求出初始权矢量，消除噪声，然后构建虚拟的训练序列，利用上述改进优化的动态最小二乘恒模算法进行权矢量的迭代，从而降低计算复杂度，大幅度缩短了自适应波束形成计算耗时。本方案适用于60GHz无线通信系统。
【IPC分类】H04B7/06
【公开号】CN105306122
【申请号】CN201510603367
【发明人】梁海浪, 贺向阳, 周建荣
【申请人】梁海浪, 周建荣
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年9月21日