[发明专利]一种TD-LTE系统中基于码本的双流波束赋形方法

说明书

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及TD-LTE系统中基于码本的双流波束赋形方法。

背景技术

2000年，我国主导的TD-SCDMA移动通信标准被ITU和3GPP正式接纳为3G国际标准之一，这是我国在电信技术史上的重大突破，作为TD-SCDMA标准的后续演进方案TD-LTE标准也受到移动通信产业的青睐，在我国政府及相关厂商的积极推动下，我国提交的TD-LTE-Advanced经评估被正式列为IMT-Advanced(4G)国际标准。与3G技术相比，LTE系统有以下特征：(1)提高了通信速率和频谱效率；(2保证服务质量，扩展业务的提供能力，以更低的成本、更佳的用户体验提供更多的业务；(3)系统带宽配置更灵活；(4)明确提出系统在支持高速移动的基础上，需要考虑为低速用户提供优化条件，同时改善小区边缘用户的吞吐量。多天线技术作为LTE系统关键技术之一，能够给系统带来有效的分集增益和阵列增益。

多输入多输出技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术。它采用的是分立式多天线，能有效地将通信链路分解成许多并行的子信道，从而大大提高容量。在TD-LTE的下行链路，多天线的发送方式主要包括发射分集、波束赋形、空时与编码及多用户多输入多输出等技术。TD-LTE系统支持丰富的应用场景，其定义了9种下行业务的传输模式以保证在各种环境中都可以选择性能优化的技术方案。其中，发射模式7、发射模式8和发射模式9为波束赋形模式。

波束赋形是一种基于天线阵列的信号预处理技术，其工作原理是利用空间信道的强相关性及波的干涉原理产生有一定方向性的辐射图，使辐射方向图的主瓣自适应的指向用户，从而提高信噪比，获得明显的阵列增益。波束赋形的目的，是为了扩大信号覆盖范围、改善边缘吞吐量及抑制干扰。怎样有效高效地产生波束赋形权值来匹配信道的变化，从而提高系统的吞吐量，成为衡量波束赋形算法的唯一标准。

LTE R9将波束赋形扩展到了双流传输，从而实现波束赋形与空间复用技术的结合。双流波束赋形技术应用于信号散射体比较充分的条件下，结合了智能天线技术和多输入多输出空间复用，并且能够保持传统单流波束赋形技术广覆盖、小区容量大和干扰小的特性，既可以提高边缘用户的可靠性，同时可有效提升小区中心用户的吞吐量。LTE R9中定义了新的双端口专用导频，并引入了新的控制信令，天线配置为8×2。

基于目前TD-LTE系统下行波束赋形主要采奇异值分解的方法,计算复杂度较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺点，提供一种方法简单、能够实现双流波束赋形、双流波束赋形的复杂度低、子系统间的信息反馈低的TD-LTE系统中基于码本的双流波束赋形方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案由以下步骤组成：

在基于码本的单流波束赋形的基础上，提出了一种基于码本的双流波束赋形方法，该方法相对常用的奇异值分解方法，减小了TD-LTE系统双流波束赋形的复杂度，TD-LTE8天线波束赋形码本设计如下：

v_i＝[1 e^j2π*2*i/32 e^j4π*2*i/32 e^j6π*2*i/32]^T

v_j＝[1 e^j2π*2*j/32 e^j4π*2*j/32 e^j6π*2*j/32]^T

其中，i=0,1,…,15;j=0,1,…,15。

TD-LTE8天线波束赋形码本选择一共16×16×16。

1、对TD-LTE系统8天线进行天线校正补偿，根据原始信道估计值和上行校正权值计算出天线校正补偿后信道估计其中n为RB数目索引ka_Rx为天线索引,u为用户终端天线索引，i为用户u发射天线索引,i取值为1或2。

2、判断用户终端天线是否轮发，如果用户终端天线轮发，则转入步骤3，如果不轮发，则转入单流权值构造双流权值状态。

3、判断用户信道矩阵H是否配对成功，H为8×1的信道矩阵，如果配对成功，则转入步骤4，如果配对不成功，则转入单流权值构造双流权值状态。

4、组合矩阵[H1,H2]，并按天线分别对M个RB的信道估计值归一化初相，组合矩阵变成[H₍₁₎,H₍₂₎]；