[发明专利]智能天线中抑制干扰的波束赋形装置及方法

权利要求书

1.一种智能天线中抑制干扰的波束赋形装置，其特征在于，包括依次 串连连接的上行信号信道估计模块、来波方向解析模块、干扰矩阵生成模块、 权向量计算模块、加权赋形模块，所述来波方向解析模块还与权向量计算模 块相连，其中：

所述上行信号信道估计模块，用于对基站接收的上行信号进行处理，根 据接收的上行信号，对期望用户和干扰用户进行信道估计；

所述来波方向解析模块，用于根据所述上行信号信道估计模块对上行信 号进行信道估计的结果，构造各用户信道冲激响应矩阵，计算期望用户的空 间协方差矩阵，并估计期望用户的来波方向，同时由干扰用户信道冲激响应 估计干扰用户来波方向；

所述干扰矩阵生成模块，用于根据来波方向解析模块确定的各干扰用户 与期望用户来波方向差值、来波方向解析模块确定的各干扰用户信道冲激响 应矩阵以及各干扰用户的信道冲激响应功率最大值，构造期望用户的干扰矩 阵；

所述权向量计算模块，用于基于期望用户的干扰矩阵生成模块构造的干 扰矩阵和来波方向解析模块构造的期望用户的空间协方差矩阵，计算期望用 户的波束赋形权向量；

所述加权赋形模块，用于根据权向量计算模块计算的赋形权值加权各天 线幅相，对期望用户下行波束赋形。

2.如权利要求1所述的波束赋形装置，其特征在于，

所述权向量计算模块，是通过如下方式计算波束赋形权向量的，即：

对从干扰矩阵生成模块获得的干扰矩阵进行协方差运算，将该运算得到 的干扰矩阵的空间协方差矩阵进行矩阵求逆；

将干扰矩阵的空间协方差矩阵逆矩阵与期望用户空间协方差矩阵相左 乘，得到期望用户考虑干扰的修正的空间协方差矩阵；

对修正的空间协方差矩阵进行SVD分解、或特征分解、或QR分解，将 最大特征值对应的特征向量作为下行波束赋形权值。

3.如权利要求1所述的波束赋形装置，其特征在于，

所述权向量计算模块，是通过如下方式计算波束赋形权向量的，即：

对从干扰矩阵生成模块获得的干扰矩阵进行协方差运算，将该运算得到 的干扰矩阵的空间协方差矩阵进行矩阵求逆；

将干扰矩阵的空间协方差矩阵逆矩阵与期望用户空间协方差矩阵相左 乘，得到期望用户考虑干扰的修正的空间协方差矩阵；

计算智能天线阵列的导向矢量；

用智能天线阵列导向矢量扫描修正的空间协方差矩阵，得到最大功率对 应的智能天线阵列导向矢量作为期望用户的波束赋形权向量。

4.如权利要求1所述的波束赋形装置，其特征在于，

所述权向量计算模块，是通过如下方式计算波束赋形权向量的，即：

对干扰矩阵进行QR分解或SVD分解，得到干扰矩阵的零空间正交基；

在干扰矩阵的零空间内寻求期望用户空间协方差矩阵最大特征值对应 的特征向量的最优解，作为下行波束赋形权值。

5.如权利要求4所述的波束赋形装置，其特征在于，

所述权向量计算模块，在干扰矩阵的零空间内求解期望用户空间协方差 矩阵最大特征值为主特征向量，该最大特征值对应的特征向量的最优解是最 小二乘解。

6.一种智能天线中抑制干扰的波束赋形的方法，其特征在于，包括如 下步骤：

(1)根据接收的上行信号，对期望用户和干扰用户进行信道估计；

(2)根据信道估计结果，构造各用户信道冲激响应矩阵，计算期望用 户的空间协方差矩阵，并估计期望用户的来波方向、干扰用户的来波方向；

(3)根据各干扰用户与期望用户来波方向差值、各干扰用户信道冲激 响应矩阵、以及计算的各干扰用户的信道冲激响应功率最大值，构造期望用 户的干扰矩阵；

(4)基于期望用户的干扰矩阵和空间协方差矩阵，计算期望用户的波 束赋形权向量；

(5)将期望用户的波束赋形权向量作为赋形权值加权各天线幅相，对 期望用户下行波束赋形。