專利名稱：基于角度信息的發(fā)射多播賦形方法及系統(tǒng)的制作方法
基于角度信息的發(fā)射多播賦形方法及系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于移動通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用智能天線來提高TD-SCDMA(時 分同步碼分多址)集群通信中組呼、群呼等群發(fā)業(yè)務(wù)中目標(biāo)用戶接收信號質(zhì)量的方法及系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著空時信號處理技術(shù)的發(fā)展，智能天線技術(shù)在移動通信領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng) 用，其主要利用相關(guān)度較高的天線陣列來對發(fā)射或接收的信號進(jìn)行處理，獲取天線陣列增 益來提高系統(tǒng)的性能，這種方法又稱波束賦形。發(fā)射波束賦形是指發(fā)射端根據(jù)已知的信道 信息，產(chǎn)生一個最優(yōu)發(fā)射權(quán)值，對發(fā)射信號進(jìn)行預(yù)處理，使發(fā)射信號在空間疊加，形成一個 主瓣對準(zhǔn)目標(biāo)用戶的下行波束，從而提高目標(biāo)用戶的信噪比，起到提高用戶接收信號質(zhì)量 的作用。
目前TD-SCDMA的智能天線波束賦形基本上屬于點到點賦形的范疇，即基站根據(jù) 移動臺的上行空時信道特征，通過特征值分解的方式生成最優(yōu)的賦形權(quán)值，然后進(jìn)行發(fā)射， 在提供下行賦形增益的同時，還提供了多小區(qū)間的干擾抑制能力。
TD-SCDMA集群業(yè)務(wù)是一種群發(fā)業(yè)務(wù)。在群發(fā)業(yè)務(wù)中，基站端向一個用戶組內(nèi)的多 個目標(biāo)用戶發(fā)送相同的數(shù)據(jù)。由于用戶組內(nèi)的目標(biāo)用戶隨機(jī)分布在小區(qū)內(nèi)，并且在這類業(yè) 務(wù)中，基站無法及時地獲得目標(biāo)用戶的信道信息，因此需要設(shè)計一種適合于TD-SCDMA集群 通信系統(tǒng)的新的波束賦形方法。發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于角度信息的波束賦形方法及系統(tǒng)，該 發(fā)明在群發(fā)業(yè)務(wù)中相對于沒有采用波束賦形的系統(tǒng)能夠顯著提高目標(biāo)用戶的接收信噪比。
一種基于角度信息的發(fā)射多播賦形方法，該方法包括以下步驟角度信息計算步 驟，計算各目標(biāo)用戶移動臺與智能天線參考平面之間的角度；空間特征計算步驟，基于所述 角度，計算群組內(nèi)各目標(biāo)用戶移動臺所處角度的空間特征；賦形向量計算步驟，基于所述空 間特征，計算多播發(fā)射波束賦形向量；數(shù)據(jù)發(fā)送步驟，利用所述多播波束賦形向量對群發(fā)信 號進(jìn)行波束賦形并發(fā)送。
所述空間特征計算步驟中的空間特征用％表示，^的計算方法為
權(quán)利要求
1.一種基于角度信息的發(fā)射多播賦形方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 角度信息計算步驟，計算各目標(biāo)用戶移動臺與智能天線參考平面之間的角度；空間特征計算步驟，基于所述角度，計算群組內(nèi)各目標(biāo)用戶移動臺所處角度的空間特征；賦形向量計算步驟，基于所述空間特征，計算多播發(fā)射波束賦形向量； 數(shù)據(jù)發(fā)送步驟，利用所述多播波束賦形向量對群發(fā)信號進(jìn)行波束賦形并發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于角度信息的發(fā)射多播賦形方法，其特征在于，所述 空間特征計算步驟中的空間特征用％表示，a,的計算方法為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于角度信息的發(fā)射多播賦形方法，其特征在于，所述 賦形向量計算步驟包括i)賦形增益計算步驟計算群組內(nèi)各目標(biāo)用戶在衰落信道下接收信噪比的賦形增益Gi Gi =w//ai.afw = |w^a,|2其中W為多播發(fā)射波束賦形向量，Bi為第i個目標(biāo)用戶所處角度的空間特征；ii)賦形向量計算步驟上式在滿足準(zhǔn)則1或準(zhǔn)則2的情況下，計算出多播發(fā)射波束賦形向量w ； 所述準(zhǔn)則1為群組內(nèi)所有目標(biāo)用戶的平均賦形增益Gi最大，且多播發(fā)射波束賦形向 量w的模為1 ；所述準(zhǔn)則2為群組內(nèi)目標(biāo)用戶獲得的最小賦形增益Gi最大，且多播發(fā)射波束賦形向 量w的模為1。
4.一種基于角度信息的發(fā)射多播賦形系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括角度信息計算模塊，用于計算各目標(biāo)用戶移動臺與智能天線參考平面之間的角度； 空間特征計算模塊，用于基于所述角度，計算群組內(nèi)各目標(biāo)用戶移動臺所處角度的空 間特征；賦形向量計算模塊，用于基于所述空間特征，計算多播發(fā)射波束賦形向量； 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，利用所述多播波束賦形向量對群發(fā)信號進(jìn)行波束賦形并發(fā)送。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于角度信息的發(fā)射多播賦形系統(tǒng)，其特征在于，所述 空間特征計算模塊計算得到的空間特征用％表示，a,的計算方法為
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于角度信息的發(fā)射多播賦形系統(tǒng)，其特征在于，所述 賦形向量計算模塊包括i)賦形增益計算單元，用于計算群組內(nèi)各目標(biāo)用戶在衰落信道下接收信噪比的賦形增 益Gi
全文摘要
本發(fā)明屬于移動通信技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種基于角度信息的多播發(fā)射波束賦形的方法及系統(tǒng)。本發(fā)明采用目標(biāo)移動臺的角度信息來代替?zhèn)鹘y(tǒng)賦形算法中使用的完整信道信息，更加適合于無法及時獲得信道信息的集群通信系統(tǒng)中。本發(fā)明還使用波束賦形增益來代替?zhèn)鹘y(tǒng)賦形算法中使用的信噪比作為新的賦形優(yōu)化目標(biāo)，這樣就不會涉及到具體的信道信息。本發(fā)明涉及的流程分為三個步驟首先由基站獲得移動臺的角度信息，然后基于波束賦形增益作為優(yōu)化目標(biāo)生成波束賦形向量，最后將波束賦形向量與信號結(jié)合，完成發(fā)射。本發(fā)明能夠顯著的提高集群通信的群發(fā)業(yè)務(wù)中目標(biāo)用戶的接收信噪比，非常適合應(yīng)用于集群通信系統(tǒng)中。
文檔編號H04B7/06GK102035588SQ20101057643
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者孔勇, 朱剛, 王正浩, 談?wù)褫x, 門家強(qiáng) 申請人:北京交通大學(xué)