[發(fā)明專利]一種LTE下行波束賦形方法、裝置、基站和用戶終端

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010228447.6
• 申請(qǐng)日: 2010-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN101895486A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張輝;王西強(qiáng);宋磊;王颯爽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京創(chuàng)毅視通科技有限公司
• 主分類號(hào): H04L25/02
• 分類號(hào): H04L25/02;H04L25/03;H04W16/28
• 代理公司: 北京潤澤恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11319
• 代理人: 蘇培華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LTE(長期演進(jìn)，Long?Term?Evolution)移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種LTE下行波束賦形方法、裝置、基站和用戶終端。

背景技術(shù)

作為3GPP的長期演進(jìn)項(xiàng)目，LTE兼容目前的3G通信系統(tǒng)并對(duì)3G進(jìn)行演進(jìn)，它具有高傳輸速率、高傳輸質(zhì)量和高移動(dòng)性的特性。

在LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)中，由于用戶通常分布在各個(gè)方向，加之無線移動(dòng)信道的多徑效應(yīng)，有用信號(hào)存在一定的空間分布。其一，當(dāng)基站接收信號(hào)時(shí)，來自各個(gè)用戶的有用信號(hào)到達(dá)基站的方向可能不同，且信號(hào)與其到達(dá)角度之間存在復(fù)雜的依賴關(guān)系；其二，當(dāng)基站發(fā)射信號(hào)時(shí)，可被用戶有效接收的也只是部分的信號(hào)。

針對(duì)上述因素，用來調(diào)整天線方向圖使其能實(shí)現(xiàn)指向性的接收與發(fā)射的波束賦形概念應(yīng)運(yùn)而生。波束賦形的目標(biāo)是根據(jù)系統(tǒng)性能指標(biāo)，形成對(duì)基帶信號(hào)的最佳組合或者分配。具體地說，其主要任務(wù)是補(bǔ)償無線傳播過程中由空間損耗、多徑效應(yīng)等因素引入的信號(hào)衰落與失真，同時(shí)降低同信道用戶間的干擾。

現(xiàn)有波束賦形的一般過程包括：

首先，根據(jù)系統(tǒng)性能指標(biāo)(如誤碼率、誤幀率)的要求確定優(yōu)化準(zhǔn)則(代價(jià)函數(shù))，一般這是權(quán)重矢量與一些參數(shù)的函數(shù)；

然后，采用一定的方法獲取所需參數(shù)；

最后，基于所述參數(shù)，選用一定的算法求解該優(yōu)化準(zhǔn)則下的最佳解，得到權(quán)重矢量的值。

可以發(fā)現(xiàn)，由于通信環(huán)境復(fù)雜，上述過程的每一階段都可有不同的實(shí)現(xiàn)方案，下面主要以獲取所需參數(shù)為例進(jìn)行說明。

對(duì)于上行鏈路，由于可以獲得可靠的信道實(shí)時(shí)估計(jì)，因此可以采用信道的空時(shí)域參數(shù)的估計(jì)值進(jìn)行波束賦形，以提高上行鏈路性能。

對(duì)于下行鏈路，由于條件限制很難在下行鏈路實(shí)現(xiàn)對(duì)于信道的可靠實(shí)時(shí)估計(jì)。對(duì)于TDD(時(shí)分雙工，Time?Division?Duplex)模式的LTE系統(tǒng)，在上下行信道間隔時(shí)隙很小的條件下，可以近似認(rèn)為信道未發(fā)生變化，從而可以在下行鏈路使用由上行數(shù)據(jù)獲得的信道空時(shí)域參數(shù)的估計(jì)值，甚至可以直接使用上行波束賦形的數(shù)據(jù)。

但是，對(duì)于FDD(頻分雙工，F(xiàn)requency?Division?Duplex)模式的系統(tǒng)，則一般無法滿足上下行信道頻率間隔足夠小的要求使得兩者的變化強(qiáng)相關(guān)，僅可根據(jù)上行數(shù)據(jù)獲得一些與頻率變化無關(guān)或者弱相關(guān)的信道參數(shù)，并根據(jù)這些信道參數(shù)進(jìn)行下行波束賦形；由于所述信道參數(shù)缺乏對(duì)于信道狀況的實(shí)時(shí)跟蹤，因而LTE下行波束賦形的性能會(huì)有所下降，例如出現(xiàn)指向偏差等等。

而在下行鏈路中，一旦發(fā)生較大的指向偏差，不僅會(huì)使得目標(biāo)用戶無法獲得一定質(zhì)量的信號(hào)，還可能會(huì)帶來對(duì)其他用戶的干擾，從而導(dǎo)致系統(tǒng)性能急劇下降。

可見，如何能夠提高LTE下行波束賦形性能的問題，已是當(dāng)前需要本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切解決的一個(gè)技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種LTE下行波束賦形方法、裝置、基站和用戶終端，用以提高LTE下行波束賦形的算法精度，進(jìn)而滿足LTE系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求。

為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種LTE下行波束賦形方法，包括：

通過基站各天線端口，向?qū)?yīng)的用戶終端發(fā)送下行參考信號(hào)；

根據(jù)所述下行參考信號(hào)，進(jìn)行下行信道估計(jì)，并將下行信道估計(jì)結(jié)果反饋給基站；

依據(jù)用戶終端自身進(jìn)行下行信道估計(jì)得到的結(jié)果，采用最大信干噪比準(zhǔn)則，生成該用戶終端對(duì)應(yīng)的下行波束賦形加權(quán)矢量；

使用用戶終端自身對(duì)應(yīng)的下行波束賦形加權(quán)矢量，對(duì)要發(fā)送給該用戶終端的下行發(fā)射基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行賦形。

優(yōu)選的，所述生成該用戶終端對(duì)應(yīng)的下行波束賦形加權(quán)矢量的步驟，包括：

根據(jù)用戶終端自身進(jìn)行下行信道估計(jì)得到的結(jié)果，計(jì)算該用戶終端對(duì)應(yīng)的下行信道矩陣H^(k)，其中，k代表用戶終端編號(hào)；

計(jì)算該下行信道矩陣H^(k)的協(xié)方差矩陣其中，(H^(k))^H為H^(k)的轉(zhuǎn)置共軛矩陣；

構(gòu)造干擾噪聲協(xié)方差矩陣

獲取矩陣的主特征向量，以其作為該用戶終端的下行波束賦形加權(quán)矢量。

優(yōu)選的，通過以下步驟獲取下行參考信號(hào)：

利用偽噪聲序列生成參考信號(hào)序列；

將所述參考信號(hào)序列映射至對(duì)應(yīng)天線端口的資源粒子。

優(yōu)選的，所述構(gòu)造干擾噪聲協(xié)方差矩陣的步驟包括：

依據(jù)所述下行參考信號(hào)，構(gòu)造矩陣E_m，并計(jì)算矩陣E_m的相關(guān)矩陣R_EE；