一种用于多波束切换天线系统中的波束搜索方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102394680A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102394680A(43)申请公布日2012.03.28(21)申请号201110339089.0(22)申请日2011.11.01(71)申请人北京邮电大学地址100876北京市海淀区西土城路10号(72)发明人邹卫霞李斌杜光龙崔志芳胡玉聪(51)Int.Cl.H04B7/04(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称一种用于多波束切换天线系统中的波束搜索方法及装置(57)摘要本发明实施例公开了一种波束搜索方法，涉及无线通信技术领域，解决使用多波束切换天线通信系统中波束搜索过程时间复杂度高、能耗高等问题。本发明实施例根据发射端一接收端的波束编号与接收功率相对应的二维曲面，利用无约束直接搜索Powell优化算法进行最优接收功率值的搜索；充分利用波束宽度随着天线阵元数增多而变窄的特性，逐步增多所使用的天线阵元数目，细化波束宽度，最终搜索得到最优收发波束对；在每一轮天线阵元数增多时的搜索过程中，使用合理简化后的Powell优化搜索算法提高搜索效率。本发明实施例主要运用于采用波束赋形(波束形成)技术的无线通信设备中。CN10239468ACCNN110239468002394689A权利要求书1/2页1.一种用于多波束切换天线系统中的波束搜索方法，该方法用于处理多波束切换天线通信系统中且搜索空间偏小以及通信双方距离较远时的波束搜索，所述方法包含：根据接收端的接收信号功率值或信噪比/信干噪比与对应的接收端和发射端的波束编号建立二维搜索曲面的步骤；由使用较少的天线阵元开始，进行若干轮的细化迭代搜索，每轮搜索逐步增加所使用的天线阵元数目，与此同时波束宽度逐渐变窄，由此逐步缩减搜索范围的步骤；其中，所述细化搜索过程中采用Powell算法。2.根据权利要求1所述的用于多波束切换天线系统中的波束搜索方法，其特征在于，所述若干轮的细化迭代搜索的最后一轮采用Powell算法进行搜索；其余若干轮采用含简化的Powell算法进行搜索；其中，所述简化Powell算法基于Powell算法，且简化后的Powell算法将Powell算法中每轮迭代搜索过程中的三次一维搜索设置为两次一维搜索。3.根据权利要求2所述的用于多波束切换天线系统中的波束搜索方法，其特征在于，所述采用简化Powell搜索算法进行的搜索具体包含如下步骤：算法将进行若干次迭代搜索；在每轮的迭代搜索过程中，由本轮迭代搜索的初始点出发，算法仅做两次相互垂直的一维搜索，搜索结果作为本轮迭代搜索的结束点；如果本轮迭代搜索的结束点与初始点的距离足够近，则搜索结束，否则重新构建搜索方向并迭代搜索。4.根据权利要求2或3所述的用于多波束切换天线系统中的波束搜索方法，其特征在于，所述采用Powell算法进行的搜索包含如下步骤：算法将进行若干次迭代搜索；在每轮的迭代搜索过程中，由本轮迭代搜索的初始点出发，算法首先进行两次相互垂直的一维搜索；然后算法将沿着这两次一维搜索的初始点与结束点的连线方向再进行一次一维搜索，获得本轮迭代搜索的结束点；如果本轮迭代搜索的结束点与初始点的距离足够近，则搜索结束，否则重新构建搜索方向并迭代搜索。5.一种用于多波束切换天线系统中的波束搜索系统，该系统用于处理多波束切换天线通信系统中且搜索空间偏小以及通信双方距离较远时的波束搜索，包含：建立搜索曲面模块，用于根据接收端的接收信号功率值或信噪比/信干噪比与对应的接收端和发射端的波束编号建立二维搜索曲面；迭代搜索模块，用于由使用较少的天线阵元开始，进行若干轮的细化迭代搜索，每轮搜索逐步增加所使用的天线阵元数目，与此同时波束宽度逐渐变窄，由此逐步缩减搜索范围；其中，在细化搜索过程中采用Powell算法。6.根据权利要求5所述的用于多波束切换天线系统中的波束搜索系统，其特征在于，所述若干轮的细化迭代搜索的最后一轮采用Powell算法进行搜索；其余若干轮采用含简化的Powell算法进行搜索；2CCNN110239468002394689A权利要求书2/2页所述简化Powell算法基于Powell算法，且：简化的Powell算法将原Powell算法中的3次一维搜索简化为2次一维搜索，在保证搜索成功率的前提下有效提高了搜索效率。7.根据权利要求6所述的用于多波束切换天线系统中的波束搜索方法，其特征在于，所述采用简化Powell搜索算法进行的搜索具体包含如下步骤：算法将进行若干次迭代搜索；在每轮的迭代搜索过程中，由本轮迭代搜索的初始点出发，算法仅做两次相互垂直的一维搜索，搜索结果作为本轮迭代搜索的结束点；如果本轮迭代搜索的结束点与初始点的距离足够近，则搜索结束，否则重新构建搜索方向并迭代搜索。8.根据权利要求5或6所述的