[发明专利]计算自适应天线阵列系统最优权向量的信号处理方法和设备

说明书

                    技术领域

本发明涉及一种利用阵列天线的技术，特别涉及一种优化阵列天线系统光束模式的方法和设备，及其在发射和接收系统中的应用，这通过采用尽可能精确和简单的方法，找到一个能够使信号对干扰加噪声的比率最大的权向量来实现。

                    背景技术

利用正确的光束模式来提高无线通信系统性能的天线系统一般被称为“智能天线系统(SAS)”。在以前的技术中，已发表过一种有关从使得信号对干扰加噪声的比率最大的权向量之中来设计SAS的理论，[1]Ayman F.Naguib，《CDMA无线通信系统的自适应天线(Adaptive Antennas for CDMAWireless Networks)》，博士论文，斯坦福大学(Standford University)电气工程系，1996年8月。在[1]中，权向量从下述一般特征问题的最大特征值所对应的特征向量中获得：

R_yw＝ηR_uw                (1)

其中，R_y是接收(RX)信号向量y的自协方差(autocovariance)矩阵，是从解扩器的输出得到的，R_u是不希望信号向量u的自协方差矩阵，λ和w分别是(1)中特征问题的特征值和特征向量。简而言之，R_y＝E|yy^H|和R_u＝E[yy^H]，其中E[*]是指*的数学期望。

遍及该原稿，向量和矩阵的数量分别被写入较下面的情况和较上面的情况中。

从[1]中可以观察到，最优权向量是特征问题(1)的最大特征值相应的特征向量。但是，由于R_y和R_u的自协方差矩阵应该从y和u乘方的数学期望中计算出，在实际信号环境下，在每轮迭代中，应该计算R_y和R_u中每一个的最优特征向量，所以不能形成方程(1)。即使在某种程度上形成了该方程，也由于计算一般特征问题的最大特征值相应的特征向量需要很大的计算量，将[1]中的理论应用到实际的无线通信领域中会有很大的困难。

最近，随着移动通信和其它无线电信业务需求的快速增长，非常急迫地需要开发一种以尽可能精确和简单的方式，采用最优权向量的自适应天线阵列系统。但是，由于上述常规技术的限制，看起来利用当前的技术不可能应付无线通信快速增长的需求。因此，非常急迫地要求开发一种新技术来设计智能天线系统，以可行的复杂性提高通信的容量和通信质量，而又不因为简单失去精确性。

                        本发明的说明

为了克服常规技术中的复杂问题，并且最终处理无线通信急剧增长的需要，本发明提出一种简单而精确的方法来计算使信号对干扰加噪声的比率最大的权向量。通过将本发明提供的技术而设计的智能天线系统技术应用到实际的无线通信中，确实可能极大地加大通信容量、提高通信质量。本发明的目的就是通过为运行在时变信号环境如移动通信系统中的天线阵列系统提供最优权向量的计算，提出一种应用这种方法的最优光束形成方法和通信设备。

为了实现该目的，本发明提供了一种信号处理方法和设备，以从接收信号向量x和y中产生一个使得信号对干扰加噪声的比率最大的权向量，这里，x(前相关信号向量)和y(后相关信号向量)分别是在相关器的输入和输出端上得到的信号向量，该相关器即解扩单元，使在给定的CDMA系统中接收信号与希望信号的PN(伪随机噪声)码相关。

                        附图的简要说明

参考附图，从下面优选实施例的说明中，本发明的上述和其它目的及特点将会变得很清楚，在附图中：

图1是表示依据本发明，包括信号处理设备的自适应天线阵列系统的方框图；

图2是表示依据本发明，计算自适应天线阵列系统最优权向量信号处理方法的优选实施例的流程图。

                    实现本发明的最好方式

图2是表示依据本发明，计算自适应天线阵列系统最优权向量信号处理方法的优选实施例的流程图。