[發明專利]一種利用天線選擇增強TD-LTE下行鏈路性能的方法

無效

• 申請號: 200910103519.1
• 申請日: 2009-04-02
• 公開（公告）號: CN101521531A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 謝顯中;劉勇;王熹;張波;黃毅;孫宗敏
• 申請（專利權）人: 重慶航天火箭電子技術有限公司;重慶郵電大學
• 主分類號: H04B7/02
• 分類號: H04B7/02;H04B7/26
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉小紅

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，尤其涉及增強TD-LTE下行鏈路系統性 能的一種方法。

背景技術

隨著計算機技術、網絡通信技術的飛速發展，寬帶高速數據通信服務 的需要正在不斷增長。由于可用無線頻譜資源的有限性，高數據速率 只能通過高效的信號處理來實現。根據信息論結果，無線多入多出(M IMO)系統能在不增加帶寬的情況下顯著地提高通信系統的容量和頻譜 利用率。由于MIMO系統的巨大容量潛力，成為解決無線高速數據傳輸 的重要技術。目前，MIMO研究中一般假設信道是系數為獨立同分布的 復高斯變量，以簡化所研究的系統模型，而沒有考慮多天線系統中天 線單元之間的相關性（簡稱為天線相關性）對系統性能的影響。新一 代移動通信系統LTE(Long?Term?Evolution)的下行鏈路（基站到移 動臺）已采用MIMO技術，但天線相關性會導致MIMO系統的性能明顯下 降；另外，LTE下行鏈路還利用預編碼降低接收機（移動臺）的復雜性 ，而預編碼也受天線相關性影響嚴重。因此，解決LTE下行鏈路的天線 相關性問題非常重要。

天線選擇技術從發射/接收端的天線陣中選出部分天線（天線子集）， 使選出的天線子集所發揮的性能與使用全部天線進行通信的效果相當 或者接近。關于天線選擇的算法已有很多，如最大比發射／選擇接收 技術，基于最大容量的選擇算法，基于最小誤碼率的選擇算法等等。 但是應用于存在天線相關性的LTE系統的天線選擇的研究還比較少，還 沒有較好的算法應用在具有MIMO和預編 碼的LTE系統中。本發明針對十分雙工的LTE系統（TD-LTE系統），提 出一種應用于存在天線相關性的TD-LTE下行鏈路的天線選擇算法，在 滿足用戶傳輸質量或系統容量的前提下，找到較少的發射天線數來用 于傳輸，該方案能較好改善系統性能和降低系統成本。

發明內容

本發明針對新一代移動通信系統TD-LTE下行鏈路（具有MIMO和預編碼 ）中發射端天線相關性對系統性能的影響以及從節約系統成本方面， 對存在天線相關性的TD-LTE下行鏈路中采用天線選擇來增強系統性能 的可行性進行了探索。提出了一種天線選擇算法，在發送端天線單元 存在相關性時進行天線選擇來增強TD-LTE系統下行鏈路的性能（容量 、誤碼率等）。

實現本發明所采用的技術方案是，在發送端天線單元存在相關性時提 出了一種天線選擇方法,（1）基站獲取實施天線選擇的信道信息：利 用TD-LTE系統中上下行信道的互惠性，根據上行鏈路得到的信道信息 ，估計出下行鏈路的信道矩陣；（2）基于最大化容量準則確定需要 選取的天線數：根據已經估計出的信道信息，利用最大化容量準則計 算合適的發射天線數t；（3）天線子集選擇：從Mt個發射天線中選出 t個天線組成一個天線子集St；（4）利用奇異值分解計算最小奇異值 ：基站計算天線子集St對應的信道矩陣H_t，并進行奇異值分解，然后 根據奇異值分解結果計算最小奇異值；（5）基于ZF準則求預編碼矩陣 和信噪比：根據迫零（ZF）準則導出最優預編碼矩陣Mt，進一步估計 接收信噪比SNR；（6）基于最小誤碼率準則選擇傳輸天線：基于最小 誤碼率準則計算出最小奇異值最大的天線子集，該子集對應的天線用 于傳送，這些天線即為選擇的傳輸天線，基站完成下行信息發送。

該方法通過基于最大化容量準則確定需要選取的天線數和基于最小誤 碼 率準則選擇傳輸天線，在發送端天線單元存在相關性時進行天線選擇 后，可以消除或減弱天線相關性對MIMO和預編碼的不利影響，從而增 加TD-LTE系統下行鏈路的容量和降低系統誤碼率；另外，還可以減少 TD-LTE系統發射端射頻器件（如功放、變頻等）數目和成本；同時， 也可以使MIMO處理中參與計算的矩陣維數更小，降低實現復雜性。

附圖說明

圖1?本發明所述的主要實施步驟

圖2?采用本發明方法后TD-LTE下行鏈路的容量仿真結果

圖3?采用本發明方法后TD-LTE下行鏈路的誤碼率仿真結果

具體實施方式

如圖1所示為增強TD-LTE下行鏈路系統性能方法的主要實施步驟示意圖 。具體實施方式如下：

第一步：獲取下行鏈路信道信息H?