[发明专利]一种实现下行数据波束赋形的方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种正交频分多址通信系统中采 用均匀线阵智能天线的下行波束赋形方法及其系统。

背景技术

智能天线是利用天线阵列对波束进行汇成与指向控制的设备，可以自 适应地调整其方向图以跟踪信号的变化，它利用数字信号处理技术，从而 产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷点 对准干扰信号到达方向，以达到充分高效地利用移动用户的有用信号并抑 制或删除干扰信号的目的，从而提高系统容量、扩大覆盖范围、提高通信 的可靠性、降低发送功率与降低运营成本。下行波束赋形算法有一般都是 基于上行数据得到权值，包括基于上行DOA(Direction Of Arrival：波达方向 估计)估计的一类算法与自适应算法。

基于上行DOA估计进行的下行波束赋形的算法是利用时分双工模式 中其上下行信道的互易性，完成下行链路波束赋形，这种方法存在的问题 是，天线阵列对应的上下行通道特性的不一致，各个通道的幅频特性和相 频特性必然存在一定程度的差异，从而导致上下行角度存在偏差。

自适应算法包括盲算法和非盲算法两类，盲算法不需要训练序列，而 是利用接收信号的某些特性计算权向量，由于盲算法不需要训练序列，因 此能够提高系统的频谱利用率，但是其算法非常复杂，系统需要较大的运 算量。非盲算法是指需要训练序列的算法，此时接收端已知发射的训练序 列，进行算法处理时先确定信道响应再按一定准则确定各加权系数，或者 直接按一定的准则确定或逐渐调整加权系数，使智能天线输出与已知输入 最大相关。常用的准则包括最小均方误差准则、最大信噪比准则、最大信 干噪比准则等，对应着基于不同准则的自适应算法。

现有技术中上行链路和下行链路的干扰并非完全互易，且在下行移动 终端中所看到的来自其他基站的干扰，而不是来自其它移动终端的干扰， 在下行链路确定权值时并没有考虑这一点，因此，下行链路的干扰抑制对 上行链路并非同样有效；另一方面，利用上行DOA估计结果进行下行波束 赋形时，天线阵列对应的上下行通道特性的不一致，各个通道的幅频特性 和相频特性必然存在一定程度的差异，导致上下行角度存在偏差。由此可 见，现有技术有待于更进一步的发展。

发明内容

本发明为解决上述现有技术中的缺陷提供了一种实现下行数据波束赋 形的方法及其系统，是基于反馈信息实现下行数据波束赋形的方法与系统， 以降低阵列误差，提高系统的准确性。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：

一种实现下行数据波束赋形的方法，包括以下步骤：

A、基站在预分配的时频资源区域周期性的向终端发送下行已知序列；

B、所述终端根据接收的已知序列进行权值估计并提取相应相位信息；

C、所述终端对相应相位进行量化并将量化后的反馈比特通过上行反馈 信道反馈给所述基站；

D、所述基站根据接收到的反馈比特重构权向量，并根据重构的权向量 对下行数据进行波束赋形。

所述的方法，其中，所述步骤A中的已知序列为训练序列，且该训练 序列在所述终端与所述基站中都是已知的。

所述的方法，其中，所述步骤A中的周期性发送为所述基站每帧发送、 每2帧发送、每3帧发送或每N帧发送一次，N为序列发送的周期。

所述的方法，其中，所述步骤B中进行权值估计的方法为：权值估计 为最小均方、递推最小二乘准则的自适应迭代方法、基于最大信噪比准则、 基于最大信干噪比准则或基于最小均方误差准则；

其权值定义为：W＝[w₀ w₁…w_M-1]^H；

其中，上标H为取复共轭后转置；

所述的方法，其中，所述步骤B还包括：所述终端根据权值估计控制 智能天线输出与已知输入最大相关，并确定各加权系数： W＝[w₀ w₁…w_M-1]；

其中，M为发送天线数，w_M-1为第M根发送天线的加权系数。

所述的方法，其中，所述步骤C还包括：

C1、所述终端根据有限的反馈比特与量化区间确定量化电平数；

C2、所述终端根据量化电平数对真实值进行量化并得到量化值。