[发明专利]一种基于移动目标DOA的零陷扩展3D-MIMO波束赋形方法

摘要

本发明公开了一种基于移动目标DOA的零陷扩展3D‑MIMO波束赋形方法，属于干扰抑制领域。首先在现有3D‑MIMO波束赋形的基础上，针对通信的基站与某移动终端，在xy平面上构造M×N个阵元的天线阵；并分别计算每个阵因子的权值；确定目标移动终端与干扰移动终端与基站之间的DOA信息；然后根据DOA信息重新调整每个阵因子的权值；最后通过对期望方向和非期望方向周围的角度区域施加约束，在非期望方向上进行零陷扩展，同时在期望方向上无失真。解决了用户移动性场景下零陷宽度较窄时干扰抑制能力下降的问题，提高了系统的鲁棒性，从而有效抑制位置变化的干扰，并使期望信号得到较好的接近无失真相应，有效提高了频谱效率以满足更高的速率要求。

主权项

一种基于移动目标DOA的零陷扩展3D‑MIMO波束赋形方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、针对通信的基站与某移动终端，在xy平面上构造M×N个阵元的天线阵；选取水平地面作为x轴，且x轴上设有M个阵元，与x轴垂直的水平地面为y轴，且y轴上设有N个阵元；步骤二、分别计算天线阵中每个阵因子的权值；第m‑n的阵因子权重wmn计算如下：wmn＝am·bnam指第m‑n的阵因子在x轴方向的权值；bn指第m‑n的阵因子在y轴方向的权值；步骤三、根据目标移动终端与干扰移动终端的位置，分别确定各终端与基站之间的DOA信息；目标移动终端和基站之间的DOA设为干扰移动终端和基站之间的DOA设为由于终端的移动性产生的角度估计偏差设为所有DOA角度均以x轴为角的起始边；步骤四、根据各终端与基站之间的DOA信息，重新调整每个阵因子的权值；具体实现步骤如下：步骤401、将M×N个阵元中每行阵因子在水平方向的值AFx和每列阵因子在垂直方向的值AFy，利用方向图乘积原理得到每个阵因子AF的表达式；AF=AFx·AFy=Σm=1Mamej(m-1)(kdxsinθcosφ+βx)Σn=1Nbnej(n-1)(kdysinθcosφ+βy)=Σm=1MΣn=1Nwmnej[(m-1)(kdxsinθcosφ+βx)+j(n-1)(kdysinθcosφ+βy)]]]>其中，dx为x轴上相邻两个阵因子之间的间距，dy为y轴上相邻两个阵因子之间的间距；k为调整系数，取正整数；βx表示水平方向上的相位延迟，βy表示垂直方向上的相位延迟，(θ,φ)为各终端和基站之间的角度值；步骤402、带入各终端与基站之间的DOA信息，将目标移动终端对应的阵因子表达式的值设为1，将干扰移动终端对应的阵因子表达式的值设为0；结果如下：步骤403、根据各个阵因子表达式的值，利用每行阵因子在水平方向的值AFx计算水平方向的权重Wx；步骤404、根据各个阵因子表达式的值，利用每列阵因子在垂直方向的值AFy计算垂直方向的权重Wy；步骤405、利用水平方向的权重Wx和垂直方向的权重Wy计算阵天线的权重矩阵W，进一步得到每个阵因子调整后的权值；W＝Wx(Wy)T＝(wmn)M×N步骤五、运用调整后每个阵因子的权值，通过对期望方向和非期望方向周围的角度区域施加约束，在非期望方向上进行零陷扩展，同时在期望方向上无失真。