[發明專利]一種專用信道寬業務波束賦形實現方法及系統

無效

• 申請號: 200610086653.1
• 申請日: 2006-06-27
• 公開（公告）號: CN101098178A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: 秦洪峰;郭昕;李斌;王強
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04B7/04
• 分類號: H04B7/04;H04J13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種無線通信系統的寬業務波束賦形實現方法及系統，尤其涉及同步的碼分多址(Code?Division?Multiple?Access)，(以下簡稱CDMA)通信系統中采用智能天線技術的專用信道寬業務波束賦形方法及系統。

背景技術

智能天線利用信號傳輸的空間特性和數字信號處理技術，可以實現上行波達角估計以及下行波束賦形，從而達到降低噪聲干擾、增加容量、擴大覆蓋、改善通信質量、降低發射功率和提高無線數據傳輸速率的目的。

針對采用智能天線技術的通信系統而言，如時分雙工(Time?DivisionDuplexn)(以下簡稱TDD)方式的同步CDMA通信系統，其上、下行信道需要滿足對稱性的要求，然而實際的無線信道環境十分復雜，即使用戶處于靜止狀態，其多徑、角度擴展等影響仍可能較為嚴重；在隨機接入過程中，通過單次上行導頻碼而獲取的用戶方位角的信息通常存在較大誤差；對于非連續發射(Discontinuous?Transmission)(以下簡稱DTX)、高速下行鏈路分組接入(High?Speed?Downlink?Package?Access)(以下簡稱HSDPA)模式，某一用戶的上、下行時隙的時間間隔可能較大，在信道環境變化或用戶切向移動速度較快時，上行估計的波達角可能難以對應下行賦形方向等。上述情況均明顯地、直接地影響到下行波束賦形的性能，而且在采用線陣的智能天線通信系統中，表現得尤為突出，其中的原因之一可能是波束寬度(即主瓣寬度)較窄，造成系統的穩健性下降。

解決上述問題的有效措施之一就是增加業務波束寬度，即針對一定的波束寬度設計不同方向上的賦形權值，使其波束寬度達到設計要求。一種解決方法是通過搜索得到不同天線狀態(包括天線通道失效等情況)、不同方向上滿足條件的寬業務波束賦形權值，也就是每一天線狀態對應一組不同方向的寬業務波束賦形權值，因此對實際通信系統的存儲容量要求很高。

中國發明專利申請“一種用于智能天線基站的寬波束形成的方法”(申請號：200310112369，公開號：CN1547333A，公開日：2004年11月17日)給出了一種通過在預定角度的扇區內形成與天線數相等的、兩兩正交的、固定的窄波束，并對其擬合得到公共信道的波束形成權值的方法，但是該方法無法應用于專用信道寬業務波束賦形的情況，而且可能存在多天線總下行發射功率超過系統設計要求。

發明內容

本發明的目的在于解決上述技術課題，提供一種無線通信系統的寬業務波束賦形實現方法及系統，尤其是同步的CDMA通信系統中采用智能天線技術的專用信道寬業務波束賦形實現方法及系統。

為了實現上述目的，本發明提供的專用信道寬業務波束賦形實現方法通過在用戶的目標方向(即寬波束賦形方向)附近，即以用戶的目標方向為中心，以預定的角度間隔同時形成多個常規業務波束(簡稱窄業務波束)，多個窄業務波束經加權后相互疊加即合成具有預定寬度的寬業務波束，其包括以下步驟：

1)根據各用戶的上行信號信息，進行上行波達角估計，得到各用戶的下行寬波束賦形方向，即目標方向；

2)以各用戶的目標方向為中心，基于波束寬度和展寬系數，以預定的角度間隔定義多個常規業務波束，即窄業務波束的賦形方向，得到對應的窄業務波束賦形權矢量；

3)分別構造各用戶的窄業務波束賦形導向矩陣和加權系數矢量，計算多個窄業務波束賦形導向矢量的加權和；

4)對各用戶的多個窄業務波束賦形導向矢量的加權和進行功率歸一化處理，得到寬業務波束賦形權矢量。

上述步驟1)中所述的根據各用戶的上行信號信息，進行上行波達角估計，得到各用戶的下行寬波束賦形方向，即目標方向的方法為：

對于第k個用戶，通過上行波達角估計，得到該用戶的目標方向為φ^(k)，對應的窄業務波束導向矢量表示為。