[发明专利]一种基于航空通信信道下的波束成形方法

摘要

本发明涉及一种基于航空通信信道下的波束成形方法，属于信号处理和通信领域。该方法首先估计基带信号的自相关矩阵的逆矩阵，并计算出协方差向量。然后，将协方差向量与自相关矩阵的逆矩阵相乘，得到最小均方误差的权值向量；同时，求出贝叶斯权值向量。最后，将最小均方误差的权值向量与贝叶斯权值向量相加，即可得出空域滤波器所需要的权值。该方法能够在多径衰落以及强干扰环境中，充分利用后验概率信息，在采样同步偏差存在的情况下形成最佳空域波形，并输出接近最佳的信扰比。

主权项

1、一种基于航空通信信道下的波束成形方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：利用长度为N的训练序列x_n，其中x_n为M×1维的列向量，M为天线阵列的单元个数，估计基带信号的自相关矩阵和协方差向量估计公式为：p^xd=1NΣn=1Nxndn*=1NΣn=1Npn=p1p2...pM---(2)]]>其中，d_n表示接收端在采样时刻n的参考信号样值，(·)^*表示变量、向量以及矩阵的共轭计算，再由QR分解计算的逆矩阵步骤二：将经步骤一得出的与相乘，即得到最小均方误差的权值向量w1=R^xx-1p^xd;]]>步骤三：求取贝叶斯权值向量w₂，方法如下：假设实际信号的到来方向u服从先验密度函数q(u)的随机变量，这里考虑q(u)是由L个离散点u₁，u₂，…，u_L所组成的先验参数空间，10≤L≤30；在干扰存在的情况下，①计算后验概率密度为p^(ul|XK)=q(ul)exp((a(ul)HR^xx-1a(ul))-1)-1---(3)]]>其中，a(ul)=1e-jπul···e-jπ(M-1)ulT---(4)]]>(·)^H表示矩阵或向量的共轭转置运算，表示天线之间的相位偏移；②根据后验概率密度求出平均空间响应a：a‾=Σl=1La(ul)p(ul|XK)---(5)]]>其中，L为先验参数空间的维数；③根据②中的a求贝叶斯(Bayesian)权值向量w₂为：w2=1-a‾HRxx-1rxda‾HRxx-1a‾Rxx-1a‾---(6)]]>步骤四：将最小均方误差的权值向量w₁与贝叶斯权值向量w₂相加，即可得出空域滤波器所需要的权值w：w＝w₁+w₂