[发明专利]一种多用户波束赋形方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，具体而言，本发明涉及一种多用户波束赋形方法及设备。

背景技术

物理层的智能天线技术已经成为下一代无线通信系统的关键技术之一，智能天线技术具有很多优点，比如利用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，使天线的旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，以达到充分高效利用移动用户信号并抑制干扰信号的目的。利用智能天线可以使有用信号最大化而干扰信号最小化，从而极大地提高了系统的容量、扩大了系统的覆盖。智能天线的另一个有效应用是SDMA(Spatial Division Multiple Access，空分复用)，即在波束赋形效果足够好的信道条件下，可以为下行不同方向上的用户分配相同的资源，包括时隙、扩频码、频率，而仅仅利用空间的正交性进行多址接入，实现空分复用。

在SDMA技术中，基站给多用户发送的数据信号不完全相同，但导频信号可以相同。此时基站对导频的赋形是一种多用户波束赋形，即同时形成一个指向多个用户的波束，不同于单用户波束赋形，只形成指向特定用户的波束。此外，对于一些特定的具有群播特性的系统，如果采用智能天线，且给各个用户发送的信号也完全相同，此时也需要形成一个同时指向多用用户的波束。

对于上面提到的多用户波束赋形，现有的方案是简单的遵循单用户波束赋形方法。然而，对于多用户波束赋形的，如果就按照通常的单用户赋形过程进行赋形，则各用户之间的干扰可能会很大，也就是，某个用户的赋形主瓣方向可能会被其他用户的较强旁瓣干扰，导致性能增益下降，从而恶化系统容量和用户吞吐量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多用户波束赋形方法及设备，以实现形成同时指向多个用户的波束，并使得各个用户接收信号功率最大，解决了多用户波束赋形中某个用户的赋形主瓣方向可能会被其他用户的较强旁瓣干扰的问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例公开了一种多用户波束赋形方法，包括以下步骤：

基站根据多用户的信道估计计算多用户的信道空间相关矩阵，根据赋形算法计算每个用户的赋形系数；所述基站将多用户进行分组，并计算每组用户的赋形系数；所述基站利用每组用户的赋形系数对组内的每个用户的数据进行赋形后发送给每个用户。

根据本发明的实施例，所述计算多用户的信道空间相关矩阵包括：

所述基站接收多用户的上行信号，根据所述多用户的上行信号的冲击响应，确定上行信号的信道空间相关矩阵；

根据时分双工系统的信道特性，所述基站根据上行信号的信道空间相关矩阵得到下行信号的信道空间相关矩阵。

根据本发明的实施例，所述赋形算法包括基于特征值的波束赋形EBB算法。

根据本发明的实施例，所述赋形算法包括固定波束赋形GOB算法。

根据本发明的实施例，所述基站将多用户分为两个用户一组，计算出每组用户的赋形系数。

根据本发明的实施例，所述基站利用每组用户的赋形系数对组内的每个用户的数据进行赋形，对每组用户数据依次延时相加后发送给用户。

根据本发明的实施例，所述每组用户数据的延时时间依赖于实际网路进行配置。

根据本发明的实施例，所述每组用户数据的延时时间通过实验仿真确定。

本发明还提供了一种基站侧设备，包括：

接收模块，所述接收模块用于接收多用户发送的上行信号；

赋形模块，所述赋形模块用于根据所述接收模块接收的上行信号，对多用户进行分组，并计算每组用户的赋形系数，且利用每组用户的赋形系数对组内的每个用户的数据进行赋形；

发送模块，所述发送模块用于将每个用户的赋形数据发送给每个用户。

作为上述设备的实施例，所述赋形模块包括分组配置模块，所述分组配置模块用于对多用户进行分组。

作为上述设备的实施例，所述赋形模块包括延时加权模块，所述延时加权模块用于对每组用户的赋形数据延时相加，并将处理后的数据传输给发送模块。

利用本发明提供的技术方案，可以实现对各组用户的加权系数的相位调整，通过合理的相位调整，使得各个终端用户接收信号功率达到最大。利用本发明提供的技术方案，能够有效地避免各用户的主、旁瓣之间的互相干扰，巧妙地利用各用户之间的干扰，使得各用户的性能都能够得到提升，简单、高效，有利于进一步提升系统性能。

附图说明

图1为本发明的多用户波束赋形方法的实施例流程示意图；

图2为组数据处理示意图；

图3为E-HICH调度传输单用户编码流程；