[发明专利]一种实现TD‑LTE‑Advanced中多流波束赋形的方法

说明书

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，更具体地，涉及一种实现TD-LTE-Advanced中多流波束赋形的方法。

背景技术

近年来全球通信事业快速发展，无线通信的需求越来越大，无线通信事业得到了蓬勃发展。但是随着人们对无线通信需求的不断加大，巨大的通信需求量与十分有限的频谱资源之间的矛盾越来越突出。如何高效的利用有限的频谱资源，并在保证质量的前提下大规模的提高系统容量成了无线通信界亟待解决的重要课题，智能天线中的波束赋形已经成为解决这一问题的一个重要方向。

波束赋形是应用于小间距的天线阵列传输技术，利用空间的强相关性及波的干涉原理产生方向性的辐射方向图，使辐射方向图的主瓣自适应地指向用户来波方向，从而提高信噪比、系统容量和覆盖范围。

传统的计算波束赋形权矢量的算法为基于特征分解的波束赋形(Eigen-based Beamforming)的算法，该算法虽然实现简单，但是在计算多流波束赋形权矢量时存在两方面的不足：(一)对初始向量的选择依赖性很高，如果不能选择良好的初始迭代向量，可能导致难以收敛，不能求得波束赋形权矢量；(二)在信道矩阵存在相同特征值的情况下，只能得到单流的波束赋形权矢量，最终将导致较高的误码率。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种实现TD-LTE-Advanced中多流波束赋形权矢量的方法，其目的在于，克服现有EBB算法的不足，准确地计算多流波束赋形权矢量，并有效降低误码率。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种实现TD-LTE-Advanced中多流波束赋形的方法，包括以下步骤：

(1)从TD-LTE-Advanced基站的上行探测参考信号获取4×8的信道矩阵A¹；

(2)将信道矩阵A¹进行分解，以得到两个4×4子信道矩阵A^(p,1)，其分别对应于两个子天线阵列，其中p表示子天线阵列的序号；

(3)对每个子信道矩阵A^(p,1)进行Household变换，以生成上Hessenberg矩阵J⁽¹⁾；

(4)对上Hessenberg矩阵J⁽¹⁾进行Givens旋转，以将该矩阵J⁽¹⁾变换成对角矩阵；

(5)重复上述步骤(4)的运算达至少5次，其中上一次计算得到的矩阵又会作为下一次计算中所使用的上Hessenberg矩阵J⁽¹⁾；

(6)将步骤(3)中得到的右乘Household变换矩阵和步骤(4)中得到的右乘Givens矩阵叠乘，以得到一个4*4的矩阵V，即该矩阵V的每一列记为v₁,v₂,v₃,v₄，其中，R⁽ⁱ⁾表示右乘Household矩阵，Q⁽ⁱ⁾表示右乘Givens矩阵；

(7)利用最大比传输算法对步骤(6)生成的矩阵V的每一列v₁,v₂,v₃,v₄进行加权处理，以生成最终的波束赋形权矢量v'₁,v'₂,v'₃,v'₄：

v′₁＝p₁v₁

v′₂＝p₂v₂

v′₃＝p₃v₃

v′₄＝p₄v₄

其中，p₁、p₂、p₃以及p₄为加权因子。

优选地，步骤(3)包括以下子步骤：

(3-1)设置计数器k＝1；

(3-2)构造左乘Household矩阵L^(k)，使用该矩阵对A^(p,k)进行左乘，以得到矩阵A^(p,k+1/2)＝L^(k)A^(p,k)；