[發明專利]一種多用戶波束成形方法及裝置

無效

• 申請號: 200910077635.0
• 申請日: 2009-02-09
• 公開（公告）號: CN101800582A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 郭陽
• 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;H04L1/00;H04L25/03
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理事務所(普通合伙) 11270
• 代理人: 蔣雅潔;王黎延

技術領域

本發明涉及多輸入多輸出(MIMO，Multiple?Input?and?Multiple?Output)無線通信技術，特別是指一種適用于時分雙工(TDD，Time?Division?Duplex)的基于波束零陷展寬的多用戶波束成形方法及裝置。

背景技術

MIMO無線通信技術，由于其能夠有效提高信道容量，而成為長期演進(LTE，Long?Term?Evolution)研究中一項倍受關注的技術。

波束成形(beam?forming)的方法是通過用戶所在不同方位來區分用戶，從而可以實現多個用戶對相同的時間、頻率資源進行復用。對于小天線間距(0.5λ)情況，非常有利于控制波束指向，更加適合于應用波束成形技術。波束成形技術主要是通過控制波束方向來進行工作的，比較適合用于空曠的郊區場景。波束成形可以獲得明顯的波束能量增益，能夠擴大小區的覆蓋。波束成形技術利用天線陣列結構可以獲得特征方向的波束，因此能夠獲得明顯的波束能量增益，這可以完善小區覆蓋，減小系統干擾和增加系統容量，提高鏈路可靠性，提高峰值速率，可以有效改善邊沿用戶的性能。

對于演進LTE(LTE-A)通信系統而言，可以將現有的單流波束成形技術擴展至多流波束成形技術，再將多流波束分別分配給多個用戶使用，這種方法可以用于實現空分多址。波束成形技術對于多天線空間信道的快速變化的敏感度較低，而且零陷展寬方法可以更加有效的控制用戶間的干擾。

在多用戶MIMO模式中，可以通過設計合適的發射天線和接收天線的權值矢量來設計賦形波束的方向，控制波束圖的具體形狀，可以在期望方向形成主瓣、干擾方向形成零陷，從而對多用戶的信號進行區分，去除用戶間干擾。MU-BF可以獲得多用戶復用增益，從而提高小區的吞吐量。

雖然多用戶MIMO模式下采用波束成形技術有諸多優點，但是，在不使用編碼的情況下，僅僅利用多天線技術，多用戶同時同頻復用系統資源卻一直是尚未解決的難題。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種多用戶波束成形方法及裝置，

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種多用戶波束成形方法，適用于基于時分雙工TDD的多輸入多輸出MIMO無線通信系統，該方法包含：根據上行信道信息獲得每個用戶的下行信道信息；采用波達方向DOA估計算法，根據所述下行信道信息獲得每個用戶的DOA信息，并且，對用戶進行配對，滿足設定的約束條件的用戶組成配對的用戶組；采用零陷展寬算法，根據配對的用戶組內每個用戶的DOA信息計算各用戶的波束權值，每個用戶的波束權值所對應的波束具有如下性質，在對應用戶自己的DOA方向形成主瓣，在配對的用戶組內其他用戶的DOA方向生成寬零陷。

所述根據上行信道信息獲得每個用戶的下行信道信息，包括：通過對上行檢測參考信號SRS的估計獲得上行信道信息；利用上行信道與下行信道的互易性，根據上行信道信息獲得下行信道信息。

所述約束條件為：用戶之間的DOA角之差不小于設定值，進一步地，8Tx天線時，所述約束條件為Δφ＞10°，4Tx天線時，所述約束條件為Δφ＞20°，其中，Δφ為用戶之間的DOA角之差；或者，用戶的波束圖峰均比不小于設定的峰均比門限，進一步地，所述波束圖峰均比是波束圖主瓣的增益與波束圖增益均值的比值；或者，用戶的波束圖旁瓣主瓣增益比不小于設定的增益門限，進一步地，所述波束圖旁瓣主瓣增益比是最大旁瓣的增益與主瓣增益的比值。

所述計算各用戶的波束權值的過程中包括：將配對的用戶組內除該用戶以外其他用戶的方向角作為干擾角。

所述計算各用戶的波束權值之后，進一步包括：將用戶的數據流與用戶對應的波束權值相乘，并加載用戶專用導頻后通過天線進行發送；或者，對配對的用戶組內各用戶的波束權值進行正交處理，得到每個用戶的正交波束權值，將用戶的數據流與用戶對應的正交波束權值相乘，并加載用戶專用導頻后通過天線進行發送。

該方法進一步包括：不反饋預編碼矩陣指示PMI信息，空余的PMI信息位用于信道質量指示CQI和/或分類指示RI的反饋。

該方法進一步包括：基于SRS和CQI反饋，對反饋的CQI進行估計和補償；和/或，基于SRS和公共導頻的CQI反饋計算RI。