[发明专利]一种频分双工系统下行多用户多径波束赋形方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及智能天线波束赋形技术领域，更具体地，涉及一种FDD（Frequency Division Duplexing，频分双工）系统下行多用户多径波束赋形方法及装置。

背景技术

MIMO（Multiple Input and Multiple Output，多输入多输出）系统由于其能够有效提高信道容量而成为LTE（Long Term Evolution，长期演进）、LTE+ 的研究中一项倍受人们关注的技术。

在单用户MIMO模式中，可以通过设计合适的发射天线和接收天线的权值矢量来对多个数据流通过多个层同时进行传输，并可以使多个层的数据之间并行传输，去除层间干扰。

在多用户MIMO模式中，可以通过设计合适的发射天线和接收天线的权值矢量来设计赋形波束的方向，区分多用户的信号，去除用户间干扰。

波束赋形的方法通过用户所在方位来区分用户，从而可以实现多个用户复用相同的时间、频率资源。对于小天线间距（0.5λ）情况有利于控制波束指向，更加适合于应用波束赋形（Beamforming）技术。同时波束赋形技术也可以对同一个用户的信号最强的几个方向进行传输，以利用多径信道环境中最强的几条径。

波束赋形技术主要是通过控制波束方向来进行工作的，比较适合用于空旷的郊区场景。波束赋形可以获得明显的波束能量增益，可以扩大小区的覆盖。同时波束赋形技术也可以用于复杂的城区环境，利用波束方向类的算法可以利用信号最强的几个径的方向，利用信道矩阵分解类的算法可以使用信道容量最好的几条径。

波束赋形技术利用天线阵列结构可以获得特征方向的波束，因此可以获得明显的波束能量增益，这可以完善小区覆盖和系统容量，减小系统干扰和增加系统容量，提高链路可靠性，提高峰值速率，波束赋形技术可以有效的改善边沿用户的性能，对于LTE+系统来说，可以将现有的单流波束赋形技术扩展至多流波束赋形技术，仍然适用于单用户，从而提高用户的吞吐量。

对于即将开始制定的3GPP（Third Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划）Rel-10标准来说，基站侧天线数目将会扩展至8个以上，终端侧天线数目将会扩展至4个以上，对于未来的波束赋形技术来说，控制波束赋形所使用的层数并从而充分并合理得利用空间信道资源成为重要的课题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种频分双工系统下行多用户多径波束赋形方法及装置，在FDD系统中实现多用户的多径波束赋形传输技术，能够为多个用户同时发送多个数据流，增强用户及系统的吞吐量。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种频分双工系统下行多用户多径波束赋形方法，包括：

基站分别根据每个用户的上行信号估计得到多个径，并根据预先设定的判决准则确定各用户可以用于数据传输的径；

所述基站根据每个用户的最大传输层数W，从所有用户的所有可以用于数据传输的径中选出最优的W个径，并使用所述W个径对所述每个用户进行数据传输；其中，W为正整数。

进一步地，所述最大传输层数W为基站侧发射天线数与所述用户接收天线数之间的最小值。

进一步地，所述最优的径是指下行信号到达接收端的增益倍数最大的径。

进一步地，所述上行信号包括：上行sounding RS导频（SRS导频）；

所述预先设定的判决准则为：若所述径的下行数据的接收端信噪比大于等于预先设定的门限值，则判定所述径通过检验。

进一步地，所述方法还包括：

所述基站在确定各用户可以用于数据传输的径时，确定的每个用户可以用于数据传输的径的个数小于等于基站侧发射天线的个数，且小于等于所述用户接收天线的个数。

进一步地，所述基站使用所述W个径对所述每个用户进行数据传输时，分别选择所述W个径所对应的特征向量作为所述每个径的数据流所使用的发射权值。

本发明还提供了一种频分双工系统下行多用户多径波束赋形装置，应用于基站，所述装置包括：

判决模块，用于分别根据每个用户的上行信号估计得到多个径，并根据预先设定的判决准则确定各用户可以用于数据传输的径；

多径发射模块，根据每个用户的最大传输层数W，从所有用户的所有可以用于数据传输的径中选出最优的W个径，并使用所述W个径对所述每个用户进行数据传输；其中，W为正整数，且W为基站侧发射天线数与所述用户接收天线数之间的最小值。