[发明专利]智能天线系统的分集发射接收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能天线系统的分集发射接收方法，更具体地，涉及一种时分同步的码分多址(TD-SCDMA)移动通信系统中，用于在智能天线系统中进行分集发射接收的实现方法。

背景技术

当前无线通信中，空时处理技术是研究热点之一，其在空间域和时间域联合处理接收信号，因而，可以充分利用空间信号处理技术和时间信号处理技术的优势，有效抵抗码间干扰(ISI)、减少多址接入干扰(MAI)、增加分集增益以及提高阵增益，达到单个天线的单时间处理方法无法实现的效果。

目前，空间处理技术主要包括有智能天线、自适应天线、切换波束天线和空间分集接收技术等。其中，在TD-SCDMA系统中广泛使用的智能天线技术主要是利用到达天线阵的信号之间的完全相关性形成天线方向图。该方法利用上下行信道的对称性，根据基站接收信号实时调整天线的方向图，使天线主波束对准用户信号的到达方向，旁瓣和零陷对准干扰信号的到达方向。由于智能天线根据用户信号的不同空间传播方向，提供不同的空间信道。在有限的方向区域内接收信号，可以有效地减少接收到的MAI以及理想用户和其他用户的多径信号数量，本质上增加了接收机的输入信干噪比(SINR)，从而提高了系统容量和接收质量。但是，由于其理论建立在假设上下行信道完全对称的基础上，在用户端高速移动或存在大量多径等信道条件下，其性能无法保证。

在码分多址(CDMA)系统中，还可以采用空间分集接收和发射方式抵抗多径衰落，这种技术一般在基站端利用两根天线间间隔数个工作电磁波波长放置，由于各个用户多径的影响产生瑞利(Rayleigh)衰落，两根天线上接收到的两路信号相关性很小，然后对两路信号进行最大比合并或等增益合并或选择合并，最终实现空间分集以提高通信系统性能。分集接收通过增加空间和时间分集阶数来提高分集增益。

综上所述，空间分集接收和空间分集发射利用空间分集提高了接收信号质量和发射信号抗衰落性能，而智能天线则是利用阵列天线大大提高接收质量和发送信号性能。在第三代移动通信标准中，广泛应用发射分集技术和智能天线技术作为两种利用空间资源对抗多径衰落，以提高通信系统性能。虽然这两种方法具有上述优势，但是，在某些情况下这两种方法也分别存在一定的性能损失。

因为空间智能天线技术和分集技术结合能更有效的对抗瑞利衰落，所以解决上述问题的有效措施之一就是将智能天线技术与空间分集技术结合起来，以取长补短。

孙平、丁勇和王清泰在2004年9月30日申请的中国申请第CN200410084828号，公开号为CN1755986的专利《一种用于SCDMA系统中的双极化板状天线阵》中，提出了一种用于同步码分多址通信系统中的双极化天线平板天线阵，该天线阵由两组天线组成，每组天线有N个天线单元(N为正整数)，其中一组天线上每个天线单元的所有天线阵子相对普通垂直极化天线单元转+45°，而另一组天线上每个单元的所有天线阵子相对普通垂直极化天线单元转-45°，即这两组天线是正交极化的。每一组天线中两个相邻天线单元的水平距离是相等的，且该距离为发射信号的半个波长到一个波长之间。在接收时，结合分集技术和智能天线的算法，该天线阵能提高接收灵敏度。但是，该方法由于在接收端限定了采用选择合并的方法，因而系统的性能增益提高较小。

针对上述问题，本发明提出了一种智能天线系统的分集发射接收方法及装置，采用将阵元分组，分别进行波束赋形并且通过时间分集或编码分集方式，在接收端进行分集接收合并的方法实现了空间分集和智能天线技术的结合使用，从而，使无线通信系统同时获得了分集增益和赋形增益，同时也提高了系统的性能。

发明内容

为了使无线通信系统同时获得分集和赋形增益。本发明提供了一种智能天线系统的分集发射接收方法及装置，利用空间分集和智能天线相互结合使用，通过在接收端进行联合检测，从而达到了提高系统性能增益，适应各种不同的信道环境的目的。

本发明的一个方面提供了一种智能天线系统的分集发射接收方法，该方法包括以下步骤：步骤S102，根据第一预定方法将智能天线的阵元分成至少两个组；步骤S104，在上行链路中分别对至少两个组的阵元进行信道估计，得到信道估计数据；步骤S106，根据信道估计数据，分别计算与至少两个组的阵元相对应的波束赋形权值；步骤S108，在下行链路中使用波束赋形权值，由至少两个组的阵元采用第二预定方法分别发射加权后的数据；以及步骤S110，在接收端分别接收与至少两个组的阵元相对应的接收数据，并根据所采用的第二预定方法对接收数据进行联合检测，得到下行发射数据的估计值。