[发明专利]一种发射波束跟踪方法、系统及发射端设备

说明书

技术领域

本发明属于无线通信领域，尤其涉及一种发射波束跟踪方法、系统及发射端设备。 

背景技术

对于上、下行信道各异的频分双工(Frequency Division Duplex.，FDD)无线通信系统，下行信道估计并不能由上行信道估计直接获得。现有技术通常通过两类方法来获取下行信道参数：一类是由上行信道估计获得的信道参数推导下行信道的参数来实现；另一类是通过增加一条接收端到发射机的反馈链路，将接收端估计的信道参数反馈给发射机来实现。 

现有在CDMA系统中结合智能天线与功率控制技术是一种非常有效方法，可以大大增加系统容量。而同时CDMA系统中的闭环功率控制也是一种特殊的反馈方法，使接收端的信号接收质量可靠而发射机的发射功率又不会过大，接收端根据接收的信号与干扰加噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio，SINR)来指示发射机调整其发射功率，这其中实际上也暗示了信道强度编号。 

在WEN W K和ZHOU Y P的论文“Transmit beam-tracking algorithm inFDD DMA cellular wireless system”IEE Electronics Letter，2004，40(13)：814-816中提出了一种在功率控制下的发射波束跟踪方法。当基站使用智能天线时，由于智能天线空间谱的方向性，如图1所示，发射功率P随波束的指向而有所不同，即具有方向性，可写为： 

P(θ)=γ0GFα2(θ)(I+N)---(1)]]>

其中，F_α(θ)＝|v(α)^Hw_θ|为发射波束空间谱表达式，γ₀为用户要求的SINR 阈值，G为信道增益，I为干扰，N为噪声，θ为发射方位角θ，v(α)为用户角α方向上的导向向量，w_θ为对应发射方位角θ的智能天线权向量，(·)^H表示共轭转置。 

并且，如果智能天线阵列是均匀线阵(Nonuniform Linear Antenna Array，ULA)，且阵元距为半波长时，系统发射功率P与发射方位角θ之间具有如下两个性质： 

性质1.当θ＝α时，系统发射功率最小，即P(α)≤P(θ)； 

性质2.假设F_α(θ)主瓣内的方位角θ_i和θ_j满足|θ_i-α|≤|θ_j-α|，则P(θ_i)≤P(θ_j)。 

因此，系统发射方位角离用户越远，P(θ)就越大；当且仅当系统发射波束对准用户，即发射方位角为α时，才有最小系统发射功率P(α)。 

假设用户落在当前发射波束空间谱 的主瓣范围内，设当前发射功率为P(θ_k)，若满足P(θ_k)≤P(θ_k-1)，则说明当前发射方位角θ_k比前一次的发射方位角θ_k-1更接近α；反之，则说明当前发射方位角远离α。则有如下跟踪迭代算法，以搜索用户方位角： 

θ_k+1＝θ_k+C_kS_k    (2) 

其中，