【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信
,尤其是涉及一种应用于60GHz无线通信系统的快速LMS自适应波束形成的方法。
技术介绍
智能天线能有效地提高频谱的利用率,是解决频率资源匮乏的一种有效途径,同时还可以提高系统容量和通信质量。它最初广泛应用于雷达声纳等军用领域,由于价格等因素一直未能普及到其他通信领域。经过多年的发展,技术越来越成熟。近年来,将它应用到民用移动通信中的研究也越来越受到关注。智能天线的核心技术之一就是自适应数字波束形成技术。数字波束形成技术是将天线与数字信号处理技术相结合,利用空间特性来改进接收系统输出信噪比的,通过软件编程在自适应信号处理器上实现的。它不用对硬件做任何操作,只需通过修改软件,就可以方便地更新系统,以适应不同环境和不同应用场合的要求。数字波束形成智能天线可通过自适应算法调整加权值,任意改变方向图,在有用信号方向形成主波束,而在其它用户方向增益较低或形成零陷,减少了其它用户所引起的多址干扰,同时还可以降低接收信号的衰落程度,提高系统性能。步长、信号到达角、阵元个数和阵元间距都会对60GHz无线通信天线输出有影响。当系统确定后,步长、信号到达角、阵元个数和阵元间距等参数就已经确定了,影响因素就只剩下步长因子了,步长因子对算法的收敛速度影响很大。步长的合理选择将对算法的收敛速度、对时变天线阵系统的跟踪速度和稳态误差等产生直接的影响。为了能够精确定位感兴趣的信号,可以通过减小步长来实现,但是太小的步长又将会降低算法的收敛速度,不能使天线阵及时调
整到最优权值矢量。这一内在的矛盾使得固定步长的自适应LMS(最小均方)算法在收敛 ...
【技术保护点】
一种快速LMS自适应波束形成的方法,其特征在于,包括以下步骤:S01、天线阵接收原始信号X(n),n=1,2,……,N;S02、对权向量W(n)进行初始化设置;S03、计算天线阵的输出y(n)=WH(n)X(n);S04、计算天线阵的误差e(n)=d(n)‑XT(n)W(n);S05、变步长μ(n)=β(arcsinh(α|e(n)|2)+sech(α|e(n)|)‑1);S06、更新天线阵的N个权向量W(n+1)=W(n)+2μ(n)e(n)X(n);S07、判断是否收敛,如果不收敛,则挑转到步骤S01,如果收敛则算法结束,天线阵将处理后的信号输入到模数转换器;其中,N为天线阵元数量,X(n)是输入信号,d(n)是参考信号,y(n)是输出信号,e(n)是误差信号,W(n)是权向量信号,μ(n)是变步长,μ(n)是e(n)的Sigmoid函数,α是控制Sigmoid函数形状的常数,β是控制Sigmoid函数范围的常数,H为矩阵共轭转置符号,T为矩阵转置符号。
【技术特征摘要】
1.一种快速LMS自适应波束形成的方法,其特征在于,包括以下步骤:S01、天线阵接收原始信号X(n),n=1,2,……,N;S02、对权向量W(n)进行初始化设置;S03、计算天线阵的输出y(n)=WH(n)X(n);S04、计算天线阵的误差e(n)=d(n)-XT(n)W(n);S05、变步长μ(n)=β(arcsinh(α|e(n)|2)+sech(α|e(n)|)-1);S06、更新天线阵的N个权向量W(n+1)=W(n)+2μ(n)e(n)X(n);S07、判断是否收敛,如果不收敛,则挑转到步骤S01,如果收敛则算法结束,天线阵将处理后的信号输入到模数转换器;其中,N为天线阵元数量,X(n)是输入信号,d(n)是参考信号,y(n)是输出信号,e(n)是误差信号,W(n)是权向量信号,μ(n)是变步长,μ(n)是e(n)的Sigmoid函数,α是控制Sigmoid函数形状的常数,β是控制Sigmoid函数范围的常数,H为矩阵共轭转置符号,T为矩阵转置符号。2.根据权利要求1所述的一种快速LMS自适应波束形成的方法,其特征在于,所述收敛的判定方法为: 0 < μ ( n ) < 1 λ max , ]]> 0 < β < 1 λ max ( arcsin ...
【专利技术属性】
技术研发人员:梁海浪,贺向阳,金新友,
申请(专利权)人:浙江博耀微电子科技有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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