波束赋形的处理方法、装置及可读存储介质与流程

1.本技术涉及智能天线技术领域，尤其涉及一种波束赋形的处理方法、装置及可读存储介质。


背景技术：

2.阵列天线是移动通信(比如5g、6g等)的核心技术，在阵列天线中通过波束赋形技术，产生指向用户终端的专用波束，不同用户终端的波束在空间进行区分，使得不同用户终端能在同一小区同时同频地进行数据通信，有效提高时频资源的利用率。波束赋形技术在考虑最大化当前小区用户终端信道增益时，阵列天线对邻小区基站的同频信道产生干扰，为了消除这种干扰，需要在邻小区所在角度方向产生对应的波束零陷，使当前小区的赋形波束对邻小区基站上行的干扰降到最低。
3.现有技术中，capon算法和正交投影法是常用的零陷产生方法，但是，capon算法和正交投影法对零陷深度的控制不够灵活。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种波束赋形的处理方法、装置及可读存储介质，用于基站阵列天线的波束赋形，解决了现有技术波束赋形过程中零陷产生运算对零陷深度的控制不够灵活等问题。
5.第一个方面，本技术实施例提供一种波束赋形的处理方法，包括：
6.获取用户配置的目标受扰角度的目标零陷深度；
7.根据所述目标零陷深度确定所述目标受扰角度对应的零陷深度系数；
8.将当前小区的原施扰波束权值数据作为干扰抑制的对象，根据所述零陷深度系数及目标受扰角度对应的受扰空间数据对所述原施扰波束权值数据进行调整，以生成新施扰波束权值数据；
9.根据所述新施扰波束权值数据，对所述当前小区的基站阵列天线的待发射信号进行波束赋形，以在目标受扰角度产生零陷。
10.第二个方面，本技术实施例提供一种波束赋形的处理装置，包括：
11.包括存储器，处理器：
12.存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作：
13.获取用户配置的目标受扰角度的目标零陷深度；
14.根据所述目标零陷深度确定所述目标受扰角度对应的零陷深度系数；
15.将当前小区的原施扰波束权值数据作为干扰抑制的对象，根据所述零陷深度系数及目标受扰角度对应的受扰空间数据对所述原施扰波束权值数据进行调整，以生成新施扰波束权值数据；
16.根据所述新施扰波束权值数据，对所述当前小区的基站阵列天线的待发射信号进
行波束赋形，以在目标受扰角度产生零陷。
17.第三个方面，本技术实施例提供一种波束赋形的处理装置，包括：
18.获取单元，用于获取用户配置的目标受扰角度的目标零陷深度；
19.确定单元，用于根据所述目标零陷深度确定所述目标受扰角度对应的零陷深度系数；
20.调整单元，用于将当前小区的原施扰波束权值数据作为干扰抑制的对象，根据所述零陷深度系数及目标受扰角度对应的受扰空间数据对所述原施扰波束权值数据进行调整，以生成新施扰波束权值数据；
21.处理单元，用于根据所述新施扰波束权值数据，对所述当前小区的基站阵列天线的待发射信号进行波束赋形，以在目标受扰角度产生零陷。
22.第四个方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如上第一个方面以及第一个方面各种可能的设计所述的方法。
23.本技术提供的波束赋形的处理方法、装置及可读存储介质，通过获取用户配置的目标受扰角度的目标零陷深度，根据目标零陷深度确定目标受扰角度对应的零陷深度系数，将当前小区的原施扰波束权值数据作为干扰抑制的对象，根据零陷深度系数及目标受扰角度对应的受扰空间数据对原施扰波束权值数据进行调整，以生成新施扰波束权值数据，根据新施扰波束权值数据，对当前小区的基站阵列天线的待发射信号进行波束赋形，以在目标受扰角度产生零陷，在零陷产生过程中，能够根据实际需求配置目标受扰角度对应的零陷深度，实现了零陷深度的灵活可控性。
24.应当理解，上述发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本技术的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本技术的范围。本技术的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本技术实施例基于的处理系统的架构示意图；
27.图2为本技术一实施例提供的波束赋形的处理方法的流程示意图；
28.图3为本技术另一实施例提供的波束赋形的处理方法的流程示意图；
29.图4为本技术一实施例提供的零陷产生流程示意图；
30.图5为本技术一实施例提供的原施扰波束及受扰角度的特征波束方向示意图；
31.图6为本技术一实施例提供的原施扰波束及受扰角度投影波束方向示意图；
32.图7为本技术一实施例提供的图6中波束放大结果示意图；
33.图8为本技术一实施例提供的干扰抑制后的波束示意图；
34.图9为本技术一实施例提供的波束赋形的处理装置的结构示意图；
35.图10为本技术另一实施例提供的波束赋形的处理装置的结构示意图。
具体实施方式
36.(一)本技术中术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
37.本技术实施例中术语“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。
38.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
39.为了清楚地理解本技术的技术方案，首先对现有技术的方案进行详细介绍。现有技术中，采用capon算法或正交投影法产生零陷，capon算法的主要原理为：维持期望方向上的功率增益最大的情况下，让阵列总的输出功率达到最小，从而实现抑制干扰和噪声的目的；正交投影法的主要原理是将期望方向的方向导向矢量向由零点方向的方向导向矢量构成的空间作正交补空间投影，从而求出最优的权矢量。然而，发明人在研究中发现，在运算过程中，capon算法和正交投影法对零陷深度均不能灵活控制。发明人考虑到在不同情况下，对零陷深度有不同的需求，因此，发明人对如何灵活控制零陷深度进行了深入研究，在对capon算法进行干扰特征空间分解的理论基础上，通过干扰波束投影分析，创造性地发现一种干扰波束投影法(interference beam projection，简称：ibp)，能够通过简单的零陷深度系数来约束零陷深度，使得零陷深度能够灵活控制。
40.基于上述发明人的创造性研究，本技术提出一种波束赋形的处理方法，本技术中，提取当前小区的波束权值数据(为了区分可称为原施扰波束权值数据)作为干扰抑制的对象，基于用户根据实际需求配置的目标受扰角度的目标零陷深度，来确定目标受扰角度对应的零陷深度系数，根据该零陷深度系数及目标受扰角度对应的受扰空间数据，对原施扰波束权值数据进行干扰抑制，获得新施扰波束权值数据，用于当前小区的基站阵列天线的波束赋形，从而抑制该原施扰波束权值数据对邻小区的影响。在零陷产生过程中，能够根据实际需求配置目标受扰角度对应的零陷深度，实现了零陷深度的灵活可控性。
41.如图1所示，为本技术实施例基于的处理系统的架构示意图。该处理系统包括基站阵列天线和基带信号处理器(或称基带处理单元，简称bbu)。还可以包括射频拉远单元rru，基带信号处理器对阵列天线的待发射信号进行波束赋形处理后，经射频拉远单元进行射频处理，通过射频馈线传送到阵列天线进行发射。具体来说，基带信号处理器获取用户配置的目标受扰角度的目标零陷深度，根据目标零陷深度确定目标受扰角度对应的零陷深度系数，将当前小区的原施扰波束权值数据作为干扰抑制的对象，根据零陷深度系数及目标受扰角度对应的受扰空间数据对原施扰波束权值数据进行调整，以生成新施扰波束权值数据，根据新施扰波束权值数据，对当前小区的基站阵列天线的待发射信号进行波束赋形，以在目标受扰角度产生零陷，在零陷产生过程中，能够根据实际需求配置目标受扰角度对应的零陷深度，实现了零陷深度的灵活可控性。
42.可选地，目标受扰角度可以是一个或多个，对于每个目标受扰角度，其零陷产生过程均采用上述波束赋形的处理方法，不同的是，对于多个目标受扰角度，第1个目标受扰角度的零陷产生的干扰抑制对象(即当前小区的原施扰波束权值数据)是零陷产生前的初始
波束权值数据，第j个目标受扰角度采用的原施扰波束权值数据为第j-1个目标受扰角度产生零陷的新施扰波束权值数据，j＝2,
…
,k，k为目标受扰角度的个数。
43.以下将参照附图来描述本技术的实施例。
44.本技术一实施例提供一种波束赋形的处理方法，用于基站阵列天线的发射信号的波束赋形，该方法的执行主体为波束赋形的处理装置，该波束赋形的处理装置可以设置在基站，比如可以设置在基站的基带信号处理器中。在基带信号处理器中完成全部基带数字信号的处理功能。基带信号处理器使用软件无线电的概念，主要工作在单片机(mcu)、数字信号处理器(dsp)和可编程逻辑器件(fpga或cpld)等通用硬件平台上完成。
45.如图2所示，为本实施例提供的波束赋形的处理方法的流程示意图。该方法可以包括：
46.步骤101，获取用户配置的目标受扰角度的目标零陷深度。
47.基站阵列天线的工作原理主要包括两个过程，一是天线系统(比如包括基站阵列天线、基带信号处理器、射频拉远单元等的处理系统)对来自移动终端发射的多径信号的波达方向(doa)进行估计，确定移动终端与基站的距离、下倾角、方位角(也称水平角度)后进行空间滤波，从而抑制其他终端对基站的干扰，再是基站根据doa信息，调整基站阵列天线中各天线(即各天线阵子)的信号的幅度和相位的权值，对基站阵列天线待发射信号进行波束赋形，使得基站发射信号的主瓣能够以较小的波瓣角和较高的功率密度，沿着移动终端电波信号的波达方向送回移动终端，从而使基站阵列天线发射信号的主瓣方向对准期望用户，零瓣方向(即零陷产生的角度)对准受扰源，受扰源所在角度即受扰角度。
48.目标受扰角度可以是一个或多个，用户可以根据实际需求来配置各目标受扰角度的零陷深度(称为目标零陷深度)，比如第1个目标受扰角度对应的目标零陷深度为g0，第j个目标受扰角度对应的目标零陷深度为g
j-1
，j＝2,
…
,k，k为目标受扰角度的个数。可选地，不同目标受扰角度的目标零陷深度可以相同也可以不同。
49.目标零陷深度表示期望在目标受扰角度形成的零陷深度，目标零陷深度作为调节目标，用于后续对当前小区的波束权值数据(即原施扰波束权值数据)进行调整，以在目标受扰角度产生期望深度的零陷。
50.步骤102，根据目标零陷深度确定目标受扰角度对应的零陷深度系数。
51.用户配置的目标零陷深度在实际应用中被转换成对应的零陷深度系数发挥作用，实现零陷深度的灵活可控性。
52.具体来说，零陷深度系数可以根据原施扰波束权值数据、目标受扰角度对应的方向导向数据及目标零陷深度来确定。目标受扰角度对应的方向导向数据可以根据目标受扰角度来构建。
53.步骤103，将当前小区的原施扰波束权值数据作为干扰抑制的对象，根据零陷深度系数及目标受扰角度对应的受扰空间数据对原施扰波束权值数据进行调整，以生成新施扰波束权值数据。
54.在确定了目标受扰角度对应的零陷深度系数后，则可以将当前小区的原施扰波束权值数据作为干扰抑制的对象，根据目标受扰角度对应的零陷深度系数及目标受扰角度对应的受扰空间数据对原施扰波束权值数据进行调整，来生成新施扰波束权值数据，用于对待发射信号进行波束赋形。
55.其中，目标受扰角度对应的受扰空间数据可以是根据目标受扰角度构建目标受扰角度对应的方向导向数据，进而根据该方向导向数据获得该受扰空间数据。
56.示例性的，目标受扰角度为θ1，根据目标受扰角度构建的原方向导向数据为方向导向矢量v0(θ1)：
[0057][0058]
对原方向导向数据v0(θ1)进行归一化，获得所述方向导向数据v(θ1)，使得v(θ1)为范数归一的模为1的矢量，v(θ1)hv(θ1)＝1。即：
[0059][0060]
进而，根据该方向导向数据获得的受扰空间数据为受扰空间矩阵r(θ1)：
[0061]
r(θ1)＝v(θ1)v(θ1)h[0062]
其中，λ表示当前小区基站阵列天线的工作波长，d表示当前小区基站阵列天线中相邻两天线之间的距离，v(θ1)为范数归一的模为1的矢量，v(θ1)hv(θ1)＝1，n为当前小区基站阵列天线的列数，t表示转置，h表示共轭转置，v(θ1)h表示v(θ1)的共轭转置，norm(v0(θ1))表示求v0(θ1)的范数。
[0063]
步骤104，根据新施扰波束权值数据，对当前小区的基站阵列天线的待发射信号进行波束赋形，以在目标受扰角度产生零陷。
[0064]
在生成了新施扰波束权值数据后，则可以根据新施扰波束权值数据，对当前小区的基站阵列天线的待发射信号进行波束赋形，以在目标受扰角度产生零陷，使得在目标受扰角度进行有效的干扰抑制，基站阵列天线的待发射信号的主瓣能够以较小的波瓣角和较高的功率密度，发射到期望用户的移动终端。
[0065]
本实施例提供的波束赋形的处理方法，通过获取用户配置的目标受扰角度的目标零陷深度，根据目标零陷深度确定目标受扰角度对应的零陷深度系数，将当前小区的原施扰波束权值数据作为干扰抑制的对象，根据零陷深度系数及目标受扰角度对应的受扰空间数据对原施扰波束权值数据进行调整，以生成新施扰波束权值数据，根据新施扰波束权值数据，对当前小区的基站阵列天线的待发射信号进行波束赋形，以在目标受扰角度产生零陷，在零陷产生过程中，能够根据实际需求配置目标受扰角度对应的零陷深度，实现了零陷深度的灵活可控性。
[0066]
本技术另一实施例对上述实施例提供的方法做进一步补充说明。
[0067]
如图3所示，为本实施例提供的波束赋形的处理方法的流程示意图。
[0068]
作为一种可实施的方式，在上述实施例的基础上，可选地，根据目标零陷深度确定目标受扰角度对应的零陷深度系数，包括：
[0069]
步骤1021，获取原施扰波束权值数据和目标受扰角度对应的方向导向数据。
[0070]
若只有一个目标受扰角度，原施扰波束权值数据为在目标受扰角度未进行零陷产生的波束权值数据。若有多个目标受扰角度(比如k个)，对于第1个目标受扰角度，原施扰波束权值数据为在目标受扰角度未进行零陷产生的波束权值数据，对于第j个目标受扰角度，
原施扰波束权值数据为第j-1个目标受扰角度对应的新施扰波束权值数据，通过迭代实现更多零陷的产生。
[0071]
目标受扰角度对应的方向导向数据可以根据目标受扰角度来构建，比如可以是构建的方向导向矢量。
[0072]
步骤1022，根据原施扰波束权值数据、目标受扰角度对应的方向导向数据及目标零陷深度，确定目标受扰角度对应的零陷深度系数。
[0073]
在获取到原施扰波束权值数据和目标受扰角度对应的方向导向数据后，可以根据原施扰波束权值数据、目标受扰角度对应的方向导向数据及用户配置的目标零陷深度，确定目标受扰角度对应的零陷深度系数。
[0074]
可选地，根据原施扰波束权值数据、目标受扰角度对应的方向导向数据及目标零陷深度，确定目标受扰角度对应的零陷深度系数，包括：
[0075]
根据原施扰波束权值数据w、目标受扰角度θ1对应的方向导向数据v(θ1)及目标零陷深度g0，采用如下公式一，确定目标受扰角度对应的零陷深度系数α1：
[0076][0077][0078]
其中，w＝[w(1) w(2)
ꢀ…ꢀ
w(m)]，i＝1，2，
…
，m；h表示共轭转置，目标零陷深度的单位为db，m、n分别为当前小区基站阵列天线的行数和列数。
[0079]
具体来说，原波束权值数据w可以是基站阵列天线对应的权值矩阵，其中，每个元素为基站阵列天线中对应天线的权值。对于m行n列的基站阵列天线，原波束权值数据w可以为n
×
m的权值矩阵，也即权值矩阵的列对应基站阵列天线的行。同理，新施扰波束权值数据也是n
×
m的权值矩阵。上述公式一中的α
1i
和w(i)是表示基站阵列天线第i行对应的零陷深度系数和权值矢量，目标受扰角度对应的零陷深度系数α1为m
×
1的向量。实际应用中对于基站阵列天线，需要遍历i＝1，2，
…
，m，即基站阵列天线所有行的权值都要进行零陷产生运算。
[0080]
作为另一种可实施的方式，在上述实施例的基础上，可选地，根据零陷深度系数及目标受扰角度对应的受扰空间数据对原施扰波束权值数据进行调整，以生成新施扰波束权值数据，包括：
[0081]
步骤2011，根据零陷深度系数、目标受扰角度对应的受扰空间数据及原施扰波束权值数据计算施扰调整数据。
[0082]
步骤2012，采用施扰调整数据对原施扰波束权值数据进行调整，以生成新施扰波束权值数据。
[0083]
在确定了目标受扰角度对应的零陷深度系数后，可以根据该零陷深度系数、目标受扰角度对应的受扰空间数据及原施扰波束权值数据计算施扰调整数据，采用施扰调整数
据对原施扰波束权值数据进行调整，以生成新施扰波束权值数据。其中，目标受扰角度对应的受扰空间数据可以根据目标受扰角度对应的方向导向数据来确定。
[0084]
可选地，根据零陷深度系数、目标受扰角度对应的受扰空间数据及原施扰波束权值数据计算施扰调整数据，包括：
[0085]
根据原施扰波束权值数据w、目标受扰角度θ1对应的受扰空间数据r(θ1)及目标受扰角度对应的零陷深度系数α1，采用如下公式二，计算施扰调整数据w
′
：
[0086]w′
＝[w(1)
′ꢀ
w(2)
′ꢀ…ꢀ
w(m)
′
]
[0087]
w(i)
′
＝α
1i
r(θ1)w(i)
ꢀꢀ
公式二
[0088]
采用施扰调整数据对原施扰波束权值数据进行调整，以生成新施扰波束权值数据，包括：
[0089]
利用如下公式三采用施扰调整数据对原施扰波束权值数据进行调整，以生成新施扰波束权值数据w
new
：
[0090]wnew
＝[w
new
(1) w
new
(2)
ꢀ…ꢀwnew
(m)]
[0091]wnew
(i)＝w(i)-w(i)
′ꢀꢀ
公式三
[0092]
其中，w(i)
′
为基站阵列天线中第i行天线对应的施扰调整数据，w
new
(i)表示基站阵列天线中第i行天线对应的新施扰波束权值数据，α
1i
表示基站阵列天线中第i行天线对应的零陷深度系数，θ1表示目标受扰角度对应的受扰小区在当前小区坐标系中的水平角度，也即受扰基站(受扰小区对应的基站)与施扰基站(当前小区对应的基站)的连线与施扰基站天线面板法线方向的夹角，w＝[w(1) w(2)
ꢀ…ꢀ
w(m)]，i＝1，2，
…
，m；m、n分别为当前小区基站阵列天线的行数和列数。
[0093]
作为另一种可实施的方式，在上述实施例的基础上，可选地，将当前小区的原施扰波束权值数据作为干扰抑制的对象，根据零陷深度系数及目标受扰角度对应的受扰空间数据对原施扰波束权值数据进行调整，以生成新施扰波束权值数据之前，该方法还包括：
[0094]
步骤2031，根据目标受扰角度确定方向导向数据。
[0095]
步骤2032，根据方向导向数据，确定目标受扰角度对应的受扰空间数据。
[0096]
可选地，根据目标受扰角度确定方向导向数据，包括：
[0097]
根据目标受扰角度θ1，采用如下公式四，确定原方向导向数据v0(θ1)：
[0098][0099]
对原方向导向数据v0(θ1)进行归一化，获得方向导向数据v(θ1)；
[0100]
其中，λ表示当前小区基站阵列天线的工作波长，d表示当前小区基站阵列天线中相邻两天线之间的距离，v(θ1)为范数归一的模为1的矢量，v(θ1)h*v(θ1)＝1，n为当前小区基站阵列天线的列数，t表示转置，h表示共轭转置，v(θ1)h表示v(θ1)的共轭转置。
[0101]
可选地，根据方向导向数据，确定目标受扰角度对应的受扰空间数据，包括：
[0102]
根据方向导向数据v(θ1)，采用如下公式五，确定目标受扰角度对应的受扰空间数据r(θ1)：
[0103]
r(θ1)＝v(θ1)v(θ1)hꢀꢀ
公式五其中，h表示共轭转置，v(θ1)h表示v(θ1)的共轭转置。
[0104]
作为另一种可实施的方式，在上述实施例的基础上，可选地，目标受扰角度为k个，k为大于或等于2的整数；
[0105]
针对第j个目标受扰角度，当前小区的原施扰波束权值数据为第j-1个目标受扰角度对应的新施扰波束权值数据，j＝2,
…
,k。
[0106]
作为一种示例性的实施方式，可选地，如图4所示，为本实施例提供的零陷产生流程示意图。其中，theta1即相当于θ1，r1即为r(θ1)，theta2、r2、
…
、thetak、rk同理。本技术实施例中零陷产生过程可以称为ibp算法，该算法的目的是抑制原施扰波束权值数据对邻小区的影响。该算法的具体过程如下：
[0107]
1、提取当前小区初始波束权值矩阵，作为第1目标受扰角度对应的原施扰波束权值数据，该原施扰波束权值数据作为干扰抑制的对象。
[0108]
2、构建第1目标受扰角度的受扰空间矩阵(即第1目标受扰角度对应的受扰空间数据)。
[0109]
具体的，可通过已知的第1受扰小区基站角度位置(即第1目标受扰角度)θ1，构建对应的方向导向矢量v(θ1)，进一步构建受扰空间的相关矩阵(即受扰空间矩阵)r(θ1)＝v(θ1)*v(θ1)h，h表示共轭转置，受扰空间矩阵作为干扰抑制的空间使用。
[0110]
3、确定第1目标受扰角度对应的零陷深度系数
[0111]
用户可以根据实际需求配置第1目标受扰角度所需的零陷深度g0，转换为零陷深度系数。
[0112]
上述步骤1和2不分先后顺序。
[0113]
4、基于第1目标受扰角度对应的零陷深度系数及构建的第1目标受扰角度对应的受扰空间矩阵，对初始波束权值矩阵进行调整，生成第1目标受扰角度对应的新波束权值矩阵，用于对当前小区基站阵列天线的待发射信号进行波束赋形，以在第1目标受扰角度产生所需深度的零陷：
[0114]wnew
(i)＝w(i)-α
1i
r(θ1)w(i)＝w(i)-α
1i
v(θ1)v(θ1)hw(i)
[0115]
这里以阵列天线任意一行为例，各符号的含义与前面一致，在此不再赘述。
[0116]
5、若有第2目标受扰角度θ2，将第1目标受扰角度对应的新波束权值矩阵作为第2目标受扰角度对应的原施扰波束权值数据，构建对应的方向导向矢量v(θ2)，进一步构建第2目标受扰角度的受扰空间矩阵r(θ2)，并根据第2目标受扰角度对应的目标零陷深度g1，获得第2目标受扰角度对应的零陷深度系数，基于第2目标受扰角度对应的零陷深度系数及构建的第2目标受扰角度对应的受扰空间矩阵，对第2目标受扰角度对应的原施扰波束权值数据进行调整，生成第2目标受扰角度对应的新波束权值矩阵，用于对当前小区基站阵列天线的待发射信号进行波束赋形，以在第2目标受扰角度产生所需深度的零陷，具体操作方式与第1目标受扰角度一致，在此不再赘述，以此类推，通过迭代可以实现多个(比如k个)目标受扰角度的零陷产生。
[0117]
下面对本技术实施例提供的ibp算法的原理进行分析说明：
[0118]
首先，引入阵列导向矢量范德蒙矩阵l为角度取值个数，比如其中角度为目标受扰角度θ1，还可以包括其他目标受扰角度，比如角度为目标受扰角度θ2，也即k个目标受扰角度θ
1-θk为这l个角度中的k个角度，k小于或等于l。是一个n行l列的矩阵，例如l＝181表示将施扰基站天线面板视场按1
°
的间隔分成180份，通常取值为阵列导向矢量中的所有方向导向矢量(比如)是一个范数归一的模为1的矢量：
[0119][0120]
表示构建的角度对应的原方向导向数据，即：
[0121][0122]
其中，各符号与前述一致，在此不再赘述。
[0123]
以任一行基站阵列天线对应的权值w(i)为例，阵列的波束方向图可表示为：
[0124][0125]
其中，
[0126][0127]
其中，即目标受扰角度对应的方向导向矢量为阵列导向矢量的一个列元素。共轭展开后：
[0128][0129]
其中，表示干扰方向(即目标受扰角度θ1方向)的特征波束，表示该特征波束在原施扰波束上的投影，投影系数为w(i)hv(θ1)，该投影系数表征了原施扰波束权值w(i)与目标受扰角度θ1的方向导向矢量v(θ1)之间的相关系数，)之间的相关系数，表示零陷抑制后的波束在第j个角度的增益。
[0130]
示例性的，如图5所示，为本实施例提供的原施扰波束及受扰角度的特征波束方向示意图，如图6所示，为本实施例提供的原施扰波束及受扰角度投影波束方向示意图；其中，
施扰波束即原施扰波束。
[0131]
公式七中，零陷抑制后的波束在目标受扰角度θ1的增益b(θ1)的取值为：
[0132]
b(θ1)＝w(i)hv(θ1)-α
1i
w(i)hv(θ1)v(θ1)hv(θ1)
ꢀꢀꢀ
公式八
[0133]
代入v(θ1)hv(θ1)＝1，获得：
[0134]
b(θ1)＝w(i)hv(θ1)-α
1i
w(i)hv(θ1)＝(1-α
1i
)w(i)hv(θ1)
[0135]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式九
[0136]
其中，w(i)hv(θ1)表示原施扰波束在目标受扰角度θ1的副瓣值，也是投影波束的峰值，如图7所示，为本实施例提供的图6中波束放大结果示意图。对图6中的投影波束放大后，当在目标受扰角度θ1的两个值相等时，公式九中增益值b(θ1)则为零，表现到db值上即为-∞。由此可见，当α
1i
＝1，该副瓣可得到很好抑制。
[0137]
如图8所示，为本实施例提供的干扰抑制后的波束示意图。可见在目标受扰角度(9.5度)上的增益抑制到了-300db以下。同时，由公式九可知，当α
1i
不为1时，会出现在目标受扰角度上的增益残留，有增益残留时，目标受扰角度上的增益会上升，零陷深度会变浅，因此，可以由零陷深度系数来控制零陷深度。
[0138]
若需要产生更多受扰角度的零陷，可采用迭代的方式实现多个受扰角度零陷的产生，且零陷设置在较近的几个受扰角度上时，配合零陷深度系数的使用，可展宽零陷宽度。
[0139]
由公式九可知，定义b(θ1)为在目标受扰角度θ1上所需的零陷深度，单位取db即g0＝20*log(b(θ1))，因此有：
[0140][0141]
可得上述公式一：
[0142][0143]
可知，零陷深度系数由所需的零陷深度、原施扰波束权值数据、所需零陷的目标受扰角度对应的方向导向数据决定，即对于任一行(第i行)的基站阵列天线，该行对应的零陷深度系数α
1i
由所需的零陷深度g0，该行对应的原施扰波束权值数据w(i)、目标受扰角度θ1对应的方向导向矢量v(θ1)决定，当α
1i
的取值为1时，零陷深度最深，当α
1i
的取值稍微偏离1时，零陷深度会变浅，同时零陷宽度会增加，因此，零陷深度可控的产生零陷的ibp算法可表示为：
[0144][0145]
公式十一实质上即为上述公式三。
[0146]
综上可知，本技术实施例提供的波束赋形的处理方法中，产生零陷的ibp算法无需进行矩阵求逆，可大大降低零陷产生的复杂度，相对于现有的均需要进行矩阵求逆的capon算法和正交投影法，避免了复杂的矩阵求逆运算，仅通过矩阵乘法和减法运算来实现零陷的产生，大大简化了零陷的产生过程，且零陷深度可由简单的零陷深度系数来约束，可以控
integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)或复杂可编程逻辑器件(comple6programmable logic device，cpld)，处理器也可以采用多核架构。
[0161]
在一些实施例中，处理器610，具体用于读取存储器中的计算机程序并执行以下操作：
[0162]
获取原施扰波束权值数据和目标受扰角度对应的方向导向数据；
[0163]
根据原施扰波束权值数据、目标受扰角度对应的方向导向数据及目标零陷深度，确定目标受扰角度对应的零陷深度系数。
[0164]
在一些实施例中，处理器610，具体用于读取存储器中的计算机程序并执行以下操作：
[0165]
根据原施扰波束权值数据w、目标受扰角度θ1对应的方向导向数据v(θ1)及目标零陷深度g0，采用如下公式一，确定目标受扰角度对应的零陷深度系数α1：
[0166][0167][0168]
其中，w＝[w(1) w(2)
ꢀ…ꢀ
w(m)]，i＝1，2，
…
，m；h表示共轭转置，目标零陷深度的单位为db，m、n分别为当前小区基站阵列天线的行数和列数。
[0169]
在一些实施例中，处理器610，具体用于读取存储器中的计算机程序并执行以下操作：
[0170]
根据零陷深度系数、目标受扰角度对应的受扰空间数据及原施扰波束权值数据计算施扰调整数据；
[0171]
采用施扰调整数据对原施扰波束权值数据进行调整，以生成新施扰波束权值数据。
[0172]
在一些实施例中，处理器610，具体用于读取存储器中的计算机程序并执行以下操作：
[0173]
根据原施扰波束权值数据w、目标受扰角度θ1对应的受扰空间数据r(θ1)及目标受扰角度对应的零陷深度系数α1，采用如下公式二，计算施扰调整数据w
′
：
[0174]w′
＝[w(1)
′ꢀ
w(2)
′ꢀ…ꢀ
w(m)
′
]
[0175]
w(i)
′
＝α
1i
r(θ1)w(i)
ꢀꢀ
公式二处理器610，具体用于读取存储器中的计算机程序并执行以下操作：
[0176]
利用如下公式三采用施扰调整数据对原施扰波束权值数据进行调整，以生成新施扰波束权值数据w
new
：
[0177]wnew
＝[w
new
(1) w
new
(2)
ꢀ…ꢀwnew
(m)]
[0178]wnew
(i)＝w(i)-w(i)
′ꢀꢀ
公式三
[0179]
其中，w(i)
′
为基站阵列天线中第i行天线对应的施扰调整数据，wnew(i)表示基站阵列天线中第i行天线对应的新施扰波束权值数据，α
1i
表示基站阵列天线中第i行天线对应的零陷深度系数，θ1表示目标受扰角度对应的受扰小区在当前小区坐标系中的水平角度，w＝[w(1) w(2)
ꢀ…ꢀ
w(m)]，i＝1，2，
…
，m；m、n分别为当前小区基站阵列天线的行数和列数。
[0180]
在一些实施例中，处理器610，还用于读取存储器中的计算机程序并执行以下操作：
[0181]
根据目标受扰角度确定方向导向数据；
[0182]
根据方向导向数据，确定目标受扰角度对应的受扰空间数据。
[0183]
在一些实施例中，处理器610，具体用于读取存储器中的计算机程序并执行以下操作：
[0184]
根据目标受扰角度θ1，采用如下公式四，确定原方向导向数据v0(θ1)：
[0185][0186]
对原方向导向数据v0(θ1)进行归一化，获得方向导向数据v(θ1)；
[0187]
其中，λ表示当前小区基站阵列天线的工作波长，d表示当前小区基站阵列天线中相邻两天线之间的距离，v(θ1)为范数归一的模为1的矢量，v(θ1)h*v(θ1)＝1，n为当前小区基站阵列天线的列数，t表示转置，h表示共轭转置，v(θ1)h表示v(θ1)的共轭转置。
[0188]
在一些实施例中，处理器610，具体用于读取存储器中的计算机程序并执行以下操作：
[0189]
根据方向导向数据v(θ1)，采用如下公式五，确定目标受扰角度对应的受扰空间数据r(θ1)：
[0190]
r(θ1)＝v(θ1)v(θ1)hꢀꢀ
公式五其中，h表示共轭转置，v(θ1)h表示v(θ1)的共轭转置。
[0191]
在一些实施例中，目标受扰角度为k个，k为大于或等于2的整数；处理器610，具体用于读取存储器中的计算机程序并执行以下操作：
[0192]
针对第j个目标受扰角度，当前小区的原施扰波束权值数据为第j-1个目标受扰角度对应的新施扰波束权值数据，j＝2,
…
,k。
[0193]
在此需要说明的是，本技术提供的上述装置，能够实现上述方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
[0194]
本技术又一实施例提供一种波束赋形的处理装置，用于实现上述任一方法实施例提供的方法。
[0195]
如图10所示，为本实施例提供的波束赋形的处理装置的结构示意图。该波束赋形
的处理装置80包括：获取单元81、确定单元82、调整单元83和处理单元84。
[0196]
其中，获取单元，用于获取用户配置的目标受扰角度的目标零陷深度；
[0197]
确定单元，用于根据目标零陷深度确定目标受扰角度对应的零陷深度系数；调整单元，用于将当前小区的原施扰波束权值数据作为干扰抑制的对象，根据零陷深度系数及目标受扰角度对应的受扰空间数据对原施扰波束权值数据进行调整，以生成新施扰波束权值数据；处理单元，用于根据新施扰波束权值数据，对当前小区的基站阵列天线的待发射信号进行波束赋形，以在目标受扰角度产生零陷。
[0198]
在一些实施例中，可选地，确定单元，具体用于：
[0199]
获取原施扰波束权值数据和目标受扰角度对应的方向导向数据；
[0200]
根据原施扰波束权值数据、目标受扰角度对应的方向导向数据及目标零陷深度，确定目标受扰角度对应的零陷深度系数。
[0201]
在一些实施例中，可选地，确定单元，具体用于：
[0202]
根据原施扰波束权值数据w、目标受扰角度θ1对应的方向导向数据v(θ1)及目标零陷深度g0，采用如下公式一，确定目标受扰角度对应的零陷深度系数α1：
[0203][0204][0205]
其中，w＝[w(1) w(2)
ꢀ…ꢀ
w(m)]，i＝1，2，
…
，m；h表示共轭转置，所述目标零陷深度的单位为db，m、n分别为当前小区基站阵列天线的行数和列数。
[0206]
在一些实施例中，可选地，调整单元，具体用于：
[0207]
根据零陷深度系数、目标受扰角度对应的受扰空间数据及原施扰波束权值数据计算施扰调整数据；
[0208]
采用施扰调整数据对原施扰波束权值数据进行调整，以生成新施扰波束权值数据。
[0209]
在一些实施例中，可选地，调整单元，具体用于：
[0210]
根据原施扰波束权值数据w、目标受扰角度θ1对应的受扰空间数据r(θ1)及目标受扰角度对应的零陷深度系数α1，采用如下公式二，计算施扰调整数据w
′
：
[0211]w′
＝[w(1)
′ꢀ
w(2)
′ꢀ…ꢀ
w(m)
′
]
[0212]
w(i)
′
＝α
1i
r(θ1)w(i)
ꢀꢀ
公式二
[0213]
调整单元，具体用于：
[0214]
利用如下公式三采用施扰调整数据对原施扰波束权值数据进行调整，以生成新施扰波束权值数据w
new
：
[0215]wnew
＝[w
new
(1) w
new
(2)
ꢀ…ꢀwnew
(m)]
[0216]wnew
(i)＝w(i)-w(i)
′ꢀꢀ
公式三
[0217]
其中，w(i)
′
为基站阵列天线中第i行天线对应的施扰调整数据，w
new
(i)表示基站阵列天线中第i行天线对应的新施扰波束权值数据，α
1i
表示基站阵列天线中第i行天线对应的零陷深度系数，θ1表示目标受扰角度对应的受扰小区在当前小区坐标系中的水平角度，w＝[w(1) w(2)
ꢀ…ꢀ
w(m)]，i＝1，2，
…
，m；m、n分别为当前小区基站阵列天线的行数和列数。
[0218]
在一些实施例中，可选地，确定单元，具体用于：
[0219]
根据目标受扰角度确定方向导向数据；
[0220]
根据方向导向数据，确定目标受扰角度对应的受扰空间数据。
[0221]
在一些实施例中，可选地，确定单元，具体用于：
[0222]
根据目标受扰角度θ1，采用如下公式四，确定方向导向数据v0(θ1)：
[0223][0224]
对原方向导向数据v0(θ1)进行归一化，获得方向导向数据v(θ1)；
[0225]
其中，λ表示当前小区基站阵列天线的工作波长，d表示当前小区基站阵列天线中相邻两天线之间的距离，v(θ1)为范数归一的模为1的矢量，v(θ1)hv(θ1)＝1，n为当前小区基站阵列天线的列数，t表示转置，h表示共轭转置，v(θ1)h表示v(θ1)的共轭转置。
[0226]
在一些实施例中，可选地，确定单元，具体用于：
[0227]
根据方向导向数据，确定目标受扰角度对应的受扰空间数据，包括：
[0228]
根据方向导向数据v(θ1)，采用如下公式五，确定目标受扰角度对应的受扰空间数据r(θ1)：
[0229]
r(θ1)＝v(θ1)v(θ1)hꢀꢀ
公式五
[0230]
其中，h表示共轭转置，v(θ1)h表示v(θ1)的共轭转置。
[0231]
在一些实施例中，可选地，目标受扰角度为k个，k为大于或等于2的整数；
[0232]
针对第j个目标受扰角度，当前小区的原施扰波束权值数据为第j-1个目标受扰角度对应的新施扰波束权值数据，j＝2,
…
,k。
[0233]
在此需要说明的是，本技术提供的上述装置，能够实现上述方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
[0234]
需要说明的是，本技术实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0235]
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可
以存储在一个处理器可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本技术各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0236]
本技术再一实施例提供一种处理器可读存储介质。处理器可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序用于使处理器执行上述任一种方法实施例。
[0237]
其中，处理器可读存储介质可以是处理器能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(mo)等)、光学存储器(例如cd、dvd、bd、hvd等)、以及半导体存储器(例如rom、eprom、eeprom、非易失性存储器(nand flash)、固态硬盘(ssd))等。
[0238]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0239]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机可执行指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机可执行指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0240]
这些处理器可执行指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的处理器可读存储器中，使得存储在该处理器可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0241]
这些处理器可执行指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0242]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。