[發明專利]一種多用戶波束成形的方法和基站

無效

• 申請號: 200910108052.X
• 申請日: 2009-06-10
• 公開（公告）號: CN101924586A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 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
• 代理公司: 深圳市萬商天勤知識產權事務所(普通合伙) 44279
• 代理人: 顧光一

技術領域??本發明涉及多輸入多輸出(MIMO)無線移動通信系統，尤其涉及智能天線波束成形技術，具體地說，涉及一種多用戶波束成形的方法和基站。

背景技術??多輸入多輸出(MIMO：Multiple?Input?and?Multiple?Output)系統由于能夠有效提高信道容量而成為LTE的研究中倍受人們關注的技術。

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，區分多用戶的信號，去除用戶間干擾。

波束成形的方法通過用戶所在方位來區分用戶，從而可以實現多個用戶復用相同的時間、頻率資源。對于小天線間距(0.5^λ)情況有利于控制波束指向，更加適合于應用波束成形(beamforming)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，可以擴大小區的覆蓋。

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和干擾方向形成零陷，從而區分多用戶的信號，去除用戶間干擾。

波束賦形技術能夠擴大小區覆蓋范圍，提高鏈路可靠性，提高峰值速率，增加系統容量，MU-BF可以獲得多用戶復用增益，從而提高小區的吞吐量。

發明內容??本發明的主要目的在于提供一種多用戶波束成形的方法和基站。

本發明公開了一種多用戶波束成形方法，基站根據用戶設備所在方位控制發射機天線的波束成形，包括：

所述基站估計每一個所述用戶設備的上行接收權值，并根據所述上行接收權值轉換得到下行發送權值，再由下行發送權值計算得到用戶所在的方位角；

所述基站根據所述用戶所在的方位角，把滿足約束條件的用戶配對組成用戶組；

根據零陷展寬算法，所述計算所述用戶組內每個用戶的生成波束權值；

所述基站進行正交化計算，使得所述用戶組內每個用戶的生成波束權值互相正交，得到最終的波束成型發射權值。

上行接收權值與下行發送權值的轉換過程包括：

估計上行權值其中，d為線性陣列陣元間距，c為波速，f_u為上行載波頻率，θ為波達方向角；

計算下行波束相位角其中，f_d為下行載波頻率，φ_u，i是第i陣元上的權值對應的相位角；

下行波束方向角誤差補償，對每個陣元的上行權值估計相位進行±2kπ修正；從參考陣元一開始修正，k＝0；修正值的符號選取與陣元2的相位符號一致；每當的符號從修正值的符號跳變到相反的符號一次，k值加1；

形成下行權值wd,i=e-jφ^^d,i.]]>

每個用戶的生成波束權值，在自己的發散角方向形成主瓣，在其它用戶的發散角方向生成寬零陷。

本發明還公開了一種多用戶波束成形基站，根據用戶設備所在方位控制發射機天線的波束成形，包括信號接收模塊，信號發送模塊和發射天線；還包括：

上行與下行權值轉換模塊，從所述信號接收模塊估計獲得每一個所述用戶設備的上行接收權值，并根據所述上行接收權值轉換得到下行發送權值，計算得到用戶所在的方位角；

權值計算模塊，把滿足約束條件的用戶配對組成用戶組；根據零陷展寬算法計算所述用戶組內每個用戶的生成波束權值；再進行正交化計算，使得所述用戶組內每個用戶的生成波束權值互相正交，得到最終的波束成型發射權值；

所述信號發送模塊每個用戶的數據流與對應的所述最終的波束成型發射權值相乘，并通過所述天線進行發送。

所述上行與下行權值轉換模塊的轉換過程包括：

估計上行權值其中，d為線性陣列陣元間距，c為波速，f_u為上行載波頻率，θ為波達方向角；