專利名稱：一種波束賦形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)送技術(shù)，特別涉及一種波束賦形方法。
背景技術(shù)：
LTE TDD系統(tǒng)中的波束賦形傳輸方案利用了 TDD系統(tǒng)上下行鏈路的互易性，通過(guò)對(duì)上行SRS的信道估計(jì)計(jì)算下行傳輸時(shí)的賦形向量。這樣一來(lái)，波束賦形性能就直接受到信道互易性好壞的影響。影響上下行鏈路互易性的因素主要包括1. SRS周期較長(zhǎng)，上行信道的估計(jì)無(wú)法快速適應(yīng)下行信道的變化3GPP協(xié)議規(guī)定的SRS發(fā)送周期可以為{2，5，10，20，40，80，160，320}ms，但是考慮到信道的時(shí)變性和UE移動(dòng)速度等因素，SRS周期太長(zhǎng)會(huì)嚴(yán)重破壞上下行信道的互易性，從而造成波束賦形性能的惡化，具體仿真結(jié)果如圖1所示。2. SRS偵聽(tīng)?zhēng)捙c下行資源分配不對(duì)稱根據(jù)3GPP協(xié)議的規(guī)定，SRS偵聽(tīng)?zhēng)捒梢允菍拵У囊部梢允钦瓗У?，如?針對(duì) 20MHz (100RB)系統(tǒng)帶寬時(shí)，最大SRS偵聽(tīng)?zhēng)挒?6RB，最小為4RB。在資源有限的情況下， 小區(qū)內(nèi)的UE不可能都發(fā)送寬帶的SRS。這樣就很容易出現(xiàn)SRS偵聽(tīng)頻帶和下行資源分配的
頻段的不對(duì)稱性。
SRS bandwidth configuration QrsSRS-Bandwidth 召SRS = 0SRS-Bandwidth 萬(wàn) SRS =‘SRS-Bandwidth 召 SRS = 2SRS-Bandwidth ^SRS = 3wSRS,0N0wSRS, 1WSRS,2N2otSRS,3 0961482242461961323162442801402202453721243122434641322162445601203454164812421224374811638242表1對(duì)于上面提出的兩個(gè)問(wèn)題，如果采用波束賦形傳輸方案，必須采用上下行信道互易性的增強(qiáng)技術(shù)。在現(xiàn)有的解決方案中，專利CN200710175220. 8提出來(lái)瞬時(shí)信道和長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)信道的概念，其具體操作方法為根據(jù)導(dǎo)頻信號(hào)估計(jì)出上行信道信息，計(jì)算瞬時(shí)信道狀態(tài)Hf及
3根據(jù)長(zhǎng)期信道統(tǒng)計(jì)特性估計(jì)的下行信道信息He，并確定He、Hf之間的權(quán)重系數(shù)α，從而確定下行信道為Hd= (Ι-cOHe+aHf。該方法增強(qiáng)了上下行信道的互易性，但是其應(yīng)用的導(dǎo)頻為SRS，且需要滿足SRS偵聽(tīng)頻帶和下行資源分配保持一致的前提條件。專利CN200510009643. 3通過(guò)引入頻率校準(zhǔn)矩陣解決FDD系統(tǒng)上下行鏈路的頻偏問(wèn)題。利用頻率校準(zhǔn)矩陣處理上行信道協(xié)方差矩陣從而得到下行信道的協(xié)方差矩陣，可以直接技術(shù)波束賦形系數(shù)。該發(fā)明可以用來(lái)解決SRS偵聽(tīng)頻帶和下行資源分配不對(duì)稱造成的頻偏問(wèn)題，但是沒(méi)有考慮SRS周期較長(zhǎng)造成的上下行信道互易性的惡化問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種波束賦形方法，能夠解決SRS周期較長(zhǎng)造成的上下行信道互易性惡化的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種波束賦形方法，包括UE在每個(gè)上行數(shù)據(jù)子幀發(fā)送DMRS，并周期性進(jìn)行SRS的發(fā)送；eNodeB按照所述SRS的發(fā)送周期接收SRS信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，并利用該信道估計(jì)結(jié)果計(jì)算并保存最新的自相關(guān)矩陣Rxx ；eNodeB在每個(gè)上行數(shù)據(jù)子幀接收UE的DMRS信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，并利用該信道估計(jì)結(jié)果計(jì)算并保存最新的瞬時(shí)波束賦形矢量w ；在進(jìn)行下行波束賦形時(shí)，利用所述最新的自相關(guān)矩陣Rxx和所述最新的瞬時(shí)波束賦形矢量w計(jì)算下行波束賦形權(quán)系數(shù)，并按照該下行波束賦形權(quán)系數(shù)對(duì)下行調(diào)度的數(shù)據(jù)進(jìn)行波束賦形。較佳地，所述計(jì)算并保存最新的瞬時(shí)波束賦形矢量w為采用GOB算法計(jì)算所述最新的瞬時(shí)波束賦形矢量《。較佳地，所述計(jì)算下行波束賦形系數(shù)為WBF = Rxx*w。由上述技術(shù)方案可見(jiàn)，本發(fā)明中，一方面，eNodeB利用周期性接收的SRS信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，計(jì)算并保存信道的自相關(guān)矩陣，作為long-term CSI ；另一方面，eNodeB利用周期性接收的DMRS信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，將估計(jì)結(jié)果作為short-term CSI，并利用該 short-term CSI計(jì)算并保存瞬時(shí)波束賦形矢量；再結(jié)合上述long-term CSI和short-term CSI，計(jì)算下行波束賦形權(quán)系數(shù)Wbf = Rxx*w，利用該下行波束賦形權(quán)系數(shù)進(jìn)行下行調(diào)度數(shù)據(jù)的波束賦形。這樣，利用long-term CSI和short-term CSI相結(jié)合的方式計(jì)算下行波束賦形權(quán)系數(shù)，能夠解決SRS周期較長(zhǎng)造成的上下行信道互易性惡化的問(wèn)題。進(jìn)一步地，在計(jì)算瞬時(shí)波束賦形矢量時(shí)可以采用GOB算法，從而解決上下行資源不對(duì)稱造成的頻偏問(wèn)題。


圖1為現(xiàn)有波束賦形方法中不同SRS發(fā)送周期對(duì)應(yīng)波束賦形性能比較示意圖；圖2為本發(fā)明中波束賦形方法的具體流程圖；圖3為不同上下行頻差下僅采用GOB算法進(jìn)行波束賦形后信噪比與誤碼率的關(guān)系示意圖；圖4為不同上下行頻差下采用本發(fā)明的波束賦形方法進(jìn)行波束賦形后信噪比與
4誤碼率的關(guān)系示意圖；圖5為現(xiàn)有的波束賦形方法與本發(fā)明的波束賦形方法的性能比較示意圖一；圖6為現(xiàn)有的波束賦形方法與本發(fā)明的波束賦形方法的性能比較示意圖二 ；圖7為現(xiàn)有的波束賦形方法與本發(fā)明的波束賦形方法的性能比較示意圖三；圖8為現(xiàn)有的波束賦形方法與本發(fā)明的波束賦形方法的性能比較示意圖四。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)手段和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的基本思想是針對(duì)SRS發(fā)送周期較長(zhǎng)的問(wèn)題，利用DMRS估計(jì)short-term 的上行信道，用SRS信道估計(jì)的結(jié)果，作為long-term CSI，再在進(jìn)行波束賦形時(shí)，結(jié)合 short-term的上行信道和long-term CSI來(lái)確定當(dāng)前的波束賦形權(quán)系數(shù)，從而解決SRS周期較長(zhǎng)造成的上下行信道互易性惡化的問(wèn)題；進(jìn)一步地，針對(duì)上下行資源不對(duì)稱造成的頻偏問(wèn)題，利用GOB算法根據(jù)short-term的上行信道計(jì)算瞬時(shí)賦形矢量ι下面通過(guò)具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)。圖2為本發(fā)明中波束賦形方法的具體流程圖，如圖所示，該方法包括步驟201，UE在每個(gè)上行數(shù)據(jù)子幀發(fā)送DMRS，并周期性進(jìn)行SRS的發(fā)送。其中，SRS和DMRS均為現(xiàn)有的信號(hào)。DMRS在UE每次上行調(diào)度時(shí)都發(fā)送，因此，當(dāng) SRS發(fā)送周期較長(zhǎng)時(shí)，在SRS周期的間隔內(nèi)，UE會(huì)相對(duì)頻繁地發(fā)送DMRS，因此可以利用該 DMRS更新上行信道。步驟202，eNodeB按照SRS的發(fā)送周期接收SRS信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，并利用該信道估計(jì)結(jié)果計(jì)算并保存最新的自相關(guān)矩陣Rxx。本步驟中，在每次SRS的發(fā)送周期到來(lái)時(shí)刻，eNodeB接收SRS信號(hào)收并進(jìn)行上行信道估計(jì)，利用該信道估計(jì)結(jié)果計(jì)算該信道的自相關(guān)矩陣，并始終保存當(dāng)前最新的自相關(guān)矩陣。該自相關(guān)矩陣反應(yīng)了長(zhǎng)期的上行信道統(tǒng)計(jì)特性，即long-term CSI。具體本步驟中的具體處理方式與現(xiàn)有技術(shù)相同，這里就不再贅述。步驟203，eNodeB在每個(gè)上行數(shù)據(jù)子幀接收UE的DMRS信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，并利用該信道估計(jì)結(jié)果計(jì)算并保存最新的瞬時(shí)波束賦形矢量ι本步驟中，UE在每次上行子幀都發(fā)送DMRS，eNodeB接收DMRS信號(hào)收并進(jìn)行上行信道估計(jì)。由于DMRS的發(fā)送較頻繁，因此由該信號(hào)估計(jì)得到的信道反應(yīng)的是上行信道的瞬時(shí)特性，即 short-term CSI。對(duì)于short-term CSI的DMRS，其發(fā)送頻帶可能和下行資源分配不一致，優(yōu)選地， 本實(shí)施例采用GOB算法解決這一問(wèn)題。相對(duì)于CN200510009643. 3給出的頻率校準(zhǔn)算法而言，兩者利用的基本原理都是無(wú)線傳播路徑在一定頻帶內(nèi)保持DOA不變的特性。具體地，通過(guò)采用Wirless Insite軟件仿真不同頻率的無(wú)線傳輸路徑及D0A，可以得到表2所示的結(jié)^ ο
權(quán)利要求
1.一種波束賦形方法，其特征在于，該方法包括UE在每個(gè)上行數(shù)據(jù)子幀發(fā)送DMRS，并周期性進(jìn)行SRS的發(fā)送； eNodeB按照所述SRS的發(fā)送周期接收SRS信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，并利用該信道估計(jì)結(jié)果計(jì)算并保存最新的自相關(guān)矩陣Rxx ；eNodeB在每個(gè)上行數(shù)據(jù)子幀接收UE的DMRS信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，并利用該信道估計(jì)結(jié)果計(jì)算并保存最新的瞬時(shí)波束賦形矢量w ；在進(jìn)行下行波束賦形時(shí)，利用所述最新的自相關(guān)矩陣Rxx和所述最新的瞬時(shí)波束賦形矢量w計(jì)算下行波束賦形權(quán)系數(shù)，并按照該下行波束賦形權(quán)系數(shù)對(duì)下行調(diào)度的數(shù)據(jù)進(jìn)行波束賦形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算并保存最新的瞬時(shí)波束賦形矢量w為采用GOB算法計(jì)算所述最新的瞬時(shí)波束賦形矢量W。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算下行波束賦形系數(shù)為WBF= Rxx*w。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種波束賦形方法，包括UE在每個(gè)上行數(shù)據(jù)子幀發(fā)送DMRS并周期性進(jìn)行SRS的發(fā)送；eNodeB按照所述SRS的發(fā)送周期接收SRS信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，并利用該信道估計(jì)結(jié)果計(jì)算并保存最新的自相關(guān)矩陣Rxx；eNodeB在每個(gè)上行子幀接收UE的DMRS信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，并利用該信道估計(jì)結(jié)果采用GOB算法計(jì)算并保存最新的瞬時(shí)波束賦形矢量w；在進(jìn)行下行波束賦形時(shí)，利用所述最新的自相關(guān)矩陣Rxx和所述最新的瞬時(shí)波束賦形矢量w計(jì)算下行波束賦形權(quán)系數(shù)WBF＝Rxx*w，并按照該下行波束賦形權(quán)系數(shù)對(duì)下行調(diào)度的數(shù)據(jù)進(jìn)行波束賦形。
文檔編號(hào)H04B7/06GK102404028SQ20101027640
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者呂伯軒, 張志偉 申請(qǐng)人:普天信息技術(shù)研究院有限公司