[發明專利]波束賦形的方法及裝置

有效

• 申請號: 201110203056.3
• 申請日: 2011-07-20
• 公開（公告）號: CN102891709A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 張新程;張華;白承灝;郭曉鵬;賈東燕;湯利民;趙旭凇;徐德平;胡恒杰;趙海寧;李源;吳杰
• 申請（專利權）人: 中國移動通信集團設計院有限公司
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 郭潤湘

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，尤其是涉及一種波束賦形的方法及裝置。

背景技術

在無線通信系統中，多徑傳輸通常要引起衰落，因而被視為有害因素。對于多輸入多輸出(MIMO，Multiple-Input?Multiple-Out-put)多天線陣列系統來說，多徑傳輸則可以作為一個有利的因素加以利用，典型的MIMO系統包括具有多個天線陣列的基站和多個移動臺，所述多個移動臺中的至少一個移動臺具有多個天線陣列，即MIMO天線陣列系統在發射端和接收端均采用多天線(或天線陣列)和多通道，傳輸信息流經過空時編碼形成多個信息子流，多個信息子流由多個智能天線陣列發射出去，經空間信道傳輸后由用戶終端接收。但是由于用戶終端通常分布在空間中的各個方向上，加之無線移動信道的多徑效應，使得有用信號存在一定的空間分布。其一，當基站接收信號時，來自各個終端的有用信號到達基站的方向有可能不同，且信號與其到達角度之間存在復雜的依賴關系；其二，當基站發射信號時，可被終端有效接收的也只是部分的信號?？紤]到這一因素，調整天線陣列方向圖使其能實現指向性的接收與發射是很自然的想法，這也就是波束賦形概念的最初來源。波束賦形的目標是根據系統性能指標，形成對基帶(中頻)信號的最佳組合或者分配。智能天線陣列通過波束賦形，能夠將主波束對準期望用戶進行收發，從而提高了接收端功率。智能天線陣列也可以根據干擾信號的空間特征，通過各天線陣列單元的加權系數調整來將天線陣列方向圖的零陷對準干擾用戶，這樣可以降低來自或發射至干擾終端的信號功率。在小區邊緣，由于波束賦形提高了接收端的接收功率，所以小區覆蓋的范圍得到了擴展。

目前，在采用多天線陣列系統進行信號收發的無線通信領域中，比如在時分-同步碼分多址存取(TD-SCDMA，Time?Division-Synchronous?Code?Division?Multiple?Access)通信系統中或者在TD-SCDMA的長期演進(TD-LTE，TD-SCDMALong?Term?Evolution)技術中，通常是根據多天線陣列系統中接收的上行信號特點確定下行信號的賦形向量，然后使用確定的賦形向量對多天線陣列系統發射的下行信號進行賦形處理。

現有技術中，TD-SCDMA系統采用的波束賦形技術是基于最大信噪比特征分解算法來確定下行信號的賦形向量的，具體如圖1所示，其具體步驟如下：

步驟11，根據多個天線陣列接收到的多路上行信號，計算出上行信號的多天線信號相關矩陣和多天線信號噪聲矩陣，這里使用R_xx代表多天線信號相關矩陣，使用R_nn代表多天線信號噪聲矩陣；

步驟12，將步驟11計算出的多天線信號相關矩陣R_xx與多天線信號噪聲矩陣R_nn相除，得到空間信道相關矩陣；并對得到的空間信道相關矩陣進行如下廣義分解：

R_xx/R_nn＝PλP′

其中，p代表分解后的特征向量矩陣，特征向量矩陣中的各個元素分別表示將無線空間信道分解后得到的各個獨立空間子信道的方向特征，λ為分解后的特征值對角陣，p′是p的轉置矩陣。

步驟13，將上述分解結果進行展開，具體地將上述公式1得到的結果進行展開的具體形式如下：