[发明专利]一种多天线单载波频域均衡简化装置及算法

说明书

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种多天线单载波频域均衡简化装置及算法，包括多天线波束赋形处理模块，所述多天线波束赋形处理模块包括天线阵接收机模块、模数转换器、数字波束形成器和波束控制器；所述多天线波束赋形处理模块根据预知的参考信号和接收到的参考信号进行信道估计，最后由波束形成算法根形成网络波束赋形的权值；本发明利用波束赋形的加权因子完成接收信号的加权合并，加权合并之后的信号统一进行同步处理，这样就简化了多天线并行同步的复杂度，并且加权合并之后能更好的抵抗噪声对同步的影响，使得同步更加准确，具有很强的创造性。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种多天线单载波频域均衡简化装置及算法。

背景技术

智能天线阵列由多个天线单元组成，每一个天线后接一个复数加权器，最后通过相加器合并输出。这种结构的智能天线只能完成空域处理。同时具有空域、时域处理能力的智能天线在结构上相对复杂些，每个天线后接的是一个延时抽头加权网络。自适应或智能的主要含义是指这些加权系数可以根据一定的自适应算法进行自适应更新调整。

智能天线阵要解决的基本问题是抗干扰，且提高期望信号的信道增益。抗干扰是指在干扰信号背景下改善期望信号的接收质量，即提高期望信号的处理增益，抑制干扰。而智能天线实现这一点，将不完全依赖于调制技术、信源、信道编码技术以及其他固有的传统技术。智能天线研究的是如何自适应地独立调整天线阵各天线单元的激励系数，智能地改变波束形状而得到空域处理增益从而改善最终的接收。

波束赋形的目标是根据系统性能指标，形成对基带(中频)信号的最佳组合或者分配。具体地说，其主要任务是补偿无线传播过程中由空间损耗、多径效应等因素引入的信号衰落与失真，同时降低同信道用户间的干扰。因此，首先需要建立系统模型，描述系统中各处的信号，而后才可能根据系统性能要求，将信号的组合或分配表述为一个数学问题，寻求其最优解。智能天线波束赋形的目标是根据系统性能指标，形成对基带信号的最佳处理。具体说，波束赋形的主要任务就是补偿无线传播过程中由空间损耗和多径效应等引起的信号衰落，同时降低用户间的同信道干扰。智能天线均采用数字方法实现波束赋形，从而可以使软件设计完成自适应算法更新，在不改变系统硬件配置的前提下增加系统的灵活性。波束赋形算法对阵元接收信号进行加权求和处理形成天线波束，波束主瓣对准期望用户方向，而将波束旁瓣或者零陷对准干扰方向。根据波束赋形的不同过程，实现智能天线的方式又分为两种:阵元空间处理方式和波束空间处理方式。

1)阵元空间处理方式:直接对各阵元按收信号采样进行加权求和处理后，形成阵列输出，使阵列方向图主瓣对准用户信号到达方向。由于各个阵元均参与自适应加权调整，这种方式属于全自适应阵列处理。

2)波束空间处理方式:这是当前自适应阵列处理技术的发展方向。它实际上是两级处理过程，第一级对各阵元信号进行固定加权求和，形成多个指向不同方向的波束:第二级对第一级的波束输出进行自适应加权调整后合成得到阵列输出，此方案不是对全部阵元都从整体最优计算加权系数作自适应处理，而是仅对其中的部分阵元作自适应处理，因此，属于部分自适应阵列处理。这种结构的特点是计算量小，收敛快，并且具有良好的波束赋形性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种多天线单载波频域均衡简化装置及算法，解决接收机多天线单载波频域均衡过于耗费FPGA资源问题，简化处理，实现大规模MIMO在单载波频域均衡上的使用波束赋形的问题。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种多天线单载波频域均衡简化装置，包括智能天线，所述智能天线由阵元、加权和合并组成接收电路；包括多天线波束赋形处理模块，所述多天线波束赋形处理模块包括天线阵接收机模块、模数转换器、数字波束形成器和波束控制器；

所述多天线波束赋形处理模块根据预知的参考信号和接收到的参考信号进行信道估计，最后由波束形成算法根形成网络波束赋形的权值。