[發明專利]無線通信系統的多業務波束賦形方法

無效

• 申請號: 200610145240.6
• 申請日: 2006-11-24
• 公開（公告）號: CN101192869A
• 公開（公告）日: 2008-06-04
• 發明（設計）人: 李斌;秦洪峰;王強
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06;H04B7/08;H04B7/26
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 李偉;吳孟秋

技術領域

本發明涉及通信領域，具體來說，涉及一種無線通信系統的多業務波束賦形方法，尤其涉及同步的碼分多址(CDMA)通信系統中采用智能天線技術的專用信道多業務波束賦形方法。

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，可以實現上行鏈路波達角(DOA)的估計以及下行波束賦形，從而達到降低干擾、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。

在一定的用戶移動速度條件下，對于采用時分雙工(TDD)方式的同步CDMA通信系統，其上、下信道滿足對稱要求，若采用智能天線，則可以根據天線陣列對應的信道估計實現各個用戶的上行DOA估計，進而完成下行波束賦形，較好地解決抗多徑干擾和抗多址干擾等問題。

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(DTX)、高速下行鏈路分組接入(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。

針對上述的問題，現有技術中提供了一種FDD系統中天線陣列對下行專用信道信號發射的方法及裝置，在該解決方案中提出了一種在FDD系統中天線陣列對下行專用信道信號發射的方法和裝置，所述天線陣列由至少2個天線構成，該方法主要是利用從上行信號得到的空間相關矩陣R計算出幅度加權值|R(:，m)|，對下行專用信道信號發射的波束權值w＝a(θ)進行幅度加權，也就是將a(θ)與|R(:，m)|進行數次點乘并經過歸一化后作為下行專用信道信號發射的波束權值w。這樣可以使專用信道響應與公共信道響應的相關性增大，以解決在FDD通信系統中應用智能天線固定多波束算法，下行采用公共導頻作相位參考時系統性能下降的問題。

綜上所述，上述相關技術中存在以下問題：波束方向過于單一，在上下行時隙間信道發生變化時無法跟蹤，造成智能天線系統的穩健性下降；基于對上行鏈路波達角(DOA)的估計，在估計出現誤差的情況下性能難以保證，而且計算過程較為復雜，不利于工程實現。

因此，人們需要一種無線通信系統的多業務波束賦形方法，以解決上述相關技術中的問題。

發明內容

本發明旨在提供一種無線通信系統的多業務波束賦形方法，以解決由波束方向過于單一而造成智能天線系統的穩定性下降的問題等。

根據本發明的一個方面，提供了一種無線通信系統的多業務波束賦形方法，包括以下步驟：取天線陣列的上行鏈路信道的信道估計矩陣中功率最大的L條徑，分別計算各自的徑相關矩陣，其中，1≤L≤W，W表示信道估計窗長；對徑相關矩陣進行最大信干比的特征值分解以求得特征向量作為波束賦形權值；對波束賦形權值進行歸一化操作，天線陣列使用其操作結果對下行專用信道信號發射賦形。

根據本發明的另一方面，提供了一種無線通信系統的多業務波束賦形裝置，其包括：相關矩陣計算模塊，用于取天線陣列的上行鏈路信道的信道估計矩陣中功率最大的L條徑，分別計算各自的徑相關矩陣，其中，1≤L≤W，W表示信道估計窗長；信號空間協方差矩陣計算模塊，用于由所述徑相關矩陣加權求和計算信號空間協方差矩陣；待分解矩陣計算模塊，用于由所述信號空間協方差矩陣與干擾相關矩陣計算基于最大信干噪比準則的待分解矩陣R；特征向量計算模塊，用于選擇所述矩陣R的最大特征值所對應的特征向量；以及賦形模塊，用于對所述特征向量進行歸一化操作，將其操作結果用作所述天線陣列對下行專用信道信號發射的波束賦形權值。

通過上述技術方案，本發明實現了如下技術效果：

采用本發明提供的方法，通過針對TD-SCDMA通信系統中下行專用信道賦形過程，采用同時形成多個業務波束的方法，從而提高TD-SCDMA系統下行波束賦形的增益，以解決由波束方向過于單一而造成智能天線系統的穩定性下降的問題；同時并未明顯增加系統的計算復雜度，解決不利于工程實現的問題。

本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

附圖說明