无线通信系统中数字波束形成方法、模块及其阵列接收机

摘要

本发明涉及到无线通信系统中的数字波束形成方法。传统的波束形成方法中所采用的算法的计算量较大,因此对数字信号处理器件的要求高。本发明提供的数字波束形成方法,包括下列步骤:接收阵列数字信号;根据参考信号,估计期望信号矢量信道响应;计算波束相关系数,公式为Coeff_i(k)=‖a^H(θ_i)R_xd‖²，Coeff_i(k)=Coeff_i(k)+αCoeff_i(k－1);输出与最大相关系数相对应的加权向量;将输出的加权向量对阵列数字信号进行加权,以输出数字波束信号。本发明还提供采用这种方法的数字波束形成模块以及阵列接收机。

主权项

1、一种数字波束形成方法，包括下列步骤：(a)接收阵列数字信号，其中所述阵列数字信号可以表示为：$X\left(t\right)=\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}a\left({\theta }_1\right)h_1\left(t\right)s(t-{\tau }_1)+n\left(t\right)$ 式中，l＝1，2，...，L为多径数，a(θl)是M*1维向量，表示与方向θ有关的第l条多径信号在M个天线阵元上的阵列响应矢量，θi是第l条多径的波达方向；hl(t)是第l条多径信号经历的衰落；s(t)是发射的期望信号，τl是第l条多径信号的时延；n(t)是阵列干扰和噪声信号；(b)根据所述阵列数字信号中的参考信号(s(t))，利用下式估计期望信号矢量信道响应(Rxd)：Rxd＝E[X(t)s*(t)]，式中，*表示复共轭运算；(c)将所述期望信号矢量信号(Rxd)与加权向量Wi＝aH(θi)进行如下的运算，得到波束相关系数(Coeffi(k))，Coeffi(k)＝‖aH(θi)Rxd‖2，Coeffi(k)＝Coeffi(k)+αCoeffi(k-1)式中，上标H表示共轭转置运算；Coeffi(k)表示第k个时段的波束相关系数，α是进行非相参积累时的遗忘因子；(d)比较所述波束相关系数(Coeffi(k))，得到最大的相关系数(Coeffmax)，输出与所述最大相关系数(Coeffmax)相对应的加权向量Wmax＝aH(θmax)；(e)将输出的加权向量Wmax＝aH(θmax)对所述阵列数字信号X(t)进行加权，以输出数字波束信号。