[发明专利]TDMA通信系统中阵列天线多波束成形方法及装置

权利要求书

1.一种时分多址TDMA通信系统中阵列天线多波束成形方法，对于给定的通信频带B，每帧时长为T_frm，每帧划分为M个时隙，M＝4～32，M个用户分别在指定的时隙中采用N阵元的收发共享天线发送和接收信号，其中任意一个用户的阵列天线形成K个波束，K＝1～M，的方法，其特征在于：

(1)其接收端包括有：N个射频-中频-基带信号处理单元(101)、N个正交下变频及采样量化单元(102)、N个时分分接单元(103)、K个自适应波束成形计算单元(104)；其多波束自适应成形的信号处理步骤如下：

步骤101：N个天线阵元所接收到的N路信号，分别通过相应的射-中频-基带信号处理单元(101)和正交下变频及采样量化单元(102)处理后，输出N个基带复数字信号，送到相应的时分分接单元(103)；

步骤102：N个信号分别在N个时分分接单元(103)中进行时分分接，各输出K个长度都为L_slot个样点的子帧信号{x_i，n(t)；i＝1：K，t＝1：L_slot}|_n＝1：N，其中L_slot为每帧每个时隙包含的样点个数；将这KN个子帧信号看作是K个N维的矢量序列，即

{X_i(t)，t＝1：L_slot}|_i＝1：K＝{[x_i，1(t) x_i，2(t) ... x_i，N(t)]，t＝1：L_slot}|_i＝1：K

各子帧信号都相继地排列为无穷长的矢量序列

步骤103：将第i个矢量序列i＝1：K，送到第i个自适应波束成形计算单元(104)中，采用基于输出功率最大化的自适应波束成形方法进行自适应迭代权值更新，每一采样时刻t输出一个N维的权矢量用于合成第i个波束的输出信号，即

其中权矢量序列也是由各相应时隙的L_slot长权矢量序列{W_i，q(τ)，q＝0：∞；τ＝1：L_slot}相继排列而成，即

则在不断的自适应迭代过程中，所得接收信号{Y_i(t)}|_i＝1：K收敛于K个波束的正确输出；

(2)其发送端包括有：基带复信号产生单元(201)、数模转换单元(202)、正交载波调制单元(203)、射频信号放大单元(204)；其发送多波束成形的信号处理步骤如下：

步骤201：对于要发送给K个用户的信息，分别送到相应的基带复信号产生单元(201)，各输出一个基带复信号并将它们都划分为每段L_slot个样点的信号段，即

步骤202：对于要发送给第i个用户，i＝1：K，的信号{U_i，q(τ)}，将它乘以接收端在自适应波束成形计算单元(104)中自适应迭代权值更新所得权矢量{W_i，q(τ)，q＝0：∞；τ＝1：L_slot}，得到一个L_slot长的N维信号矢量序列即第q帧、第i个时隙所对应的矢量序列为

步骤203：将送到第n个，n＝1：N，由相应的数模转换单元(202)、正交载波调制单元(203)、射频信号放大单元(204)构成的发送信号处理通道，变为射频信号后经双工耦合器送到第n个天线阵元在第q帧的第i时隙中进行发射。