基于信道互易性波束成形

1、基于信道互易性的波束成形基于信道互易性的波束成形姓名： 臧廣達3G網(wǎng)絡（網(wǎng)絡（3rd-generation）聯(lián)通的WCDMA電信的CDMA2000移動的TD-SCDMA“中國標準”被ITU批準的3G標準。Time Division - Synchronous Code Division Multiple Access。頻譜利用率、頻率靈活性、對業(yè)務支持具有多樣性及成本等方面有獨特優(yōu)勢。起步較晚，技術(shù)不夠成熟。TD系統(tǒng)有一個特點：存在信道互易性。 TD-SCDMATD-SCDMA由于采用時分雙工，在一定的相干時間內(nèi)，同一個頻帶上的上行和下行信道特性基本一致，稱作信道互易性。因此，基站根據(jù)接收信號

2、估計上行并轉(zhuǎn)置得到下行信道特性比較容易。基站得到了下行信道信息之后可以根據(jù)波束賦形算法進行預編碼。經(jīng)過波束賦形后可以“跟蹤”終端方位，并且可以“定向”發(fā)送信號，可以提高基站接收的靈敏度，降低上下行的干擾，因為降低了上下行的干擾，因此有助于提升系統(tǒng)的容量。3G網(wǎng)絡（網(wǎng)絡（3rd-generation）信道互易性信道互易性信道互易性由移動端發(fā)往基站的上行信道可以表示為：由于基站有很高的計算能力，所以經(jīng)過信道估計之后可以估計出上行信道。1112121uuttuNNNN NhhhhhhULH 信道互易性信道互易性信道互易性在基站估計出來上行信道之后可以利用信道互易性得到下行信道：上行信道矩陣與下行信道

3、矩陣互為轉(zhuǎn)置。TDLULH= H智能天線智能天線智能天線原名取自應用于雷達、聲納、軍事方面完成空間濾波與定位功能的自適應天線陣列，由天線陣列、波束成形網(wǎng)絡以及波束成形算法三部分構(gòu)成。用于更高效的利用無線頻譜，提高系統(tǒng)容量。利用天線陣列算法DOA（Direction of Arrival）能估計出信號到達方向，從而帶來很多的應用方向。智能天線智能天線智能天線應用了先進的技術(shù)，把無線電的信號導向具體的方向，使無線電頻譜的利用和信號的傳輸更為有效。天線陣模型天線陣模型均勻圓陣模型均勻線陣模型Text均勻線陣均勻線陣 ULAText均勻圓陣均勻圓陣 UCA天線陣模型天線陣模型陣列因子陣列因子Array

4、 FactorArray Factor：表征：表征遠場輻射模型，記為遠場輻射模型，記為( , )F 波束成形技術(shù)波束成形技術(shù)以均勻線陣為例以均勻線陣為例01(1)()00000sin()/ 2sin(/)(sinsin )sin()/ 2sin(/)(sinsin )Kj KHkF()w ()eKK dd0 時會獲得期望信號的最大幅度增益時會獲得期望信號的最大幅度增益波束成形技術(shù)波束成形技術(shù)15天線均勻圓陣UCA，期望方向Az=45，El=0，理想情況無互耦效應天線陣方向圖天線陣方向圖天線陣方向圖天線陣方向圖信道互易性信道互易性-互耦效應互耦效應信道互易性假設上下行信道具有互易性，同時互耦矩陣

5、滿足對稱性，這樣發(fā)方可以利用上行信道狀態(tài)信息（CSI）通過波束成形算法制定出下行的發(fā)送信息策略，同時又能避免互耦效應帶來的影響，在不增加反饋開銷下達到最優(yōu)的系統(tǒng)性能?；ヱ钚ヱ钚ヱ钚谥悄芴炀€的陣列天線中，無論是均勻線性陣ULA還是均勻圓陣UCA，陣列中的陣元都會吸收陣列中其他陣元所輻射出的信號，這樣就產(chǎn)生了每個陣元的電流并不完全是由激勵源或者接收信號電場引起的問題，這就是互耦效應帶來的影響?；ヱ钚ヱ钚ヱ钚谋碚鳎夯ヱ罹仃嚕ㄒ话阏J為是對稱陣）令等效的信道效應仍然具有互易性，從而可以利用上行信道接收端通過導頻序列估計出系統(tǒng)等效上行信道響應，然后基于信道互易性估計出系統(tǒng)等效下行信

6、道響應。最后基于等效下行信道響應進行波束賦形算法的計算，實現(xiàn)波束成形技術(shù)。( )( )nnULULULULyCHpN( )( )( )nnnTTDLULDLDLULDLDLy= HCWs+ N= (CH) Ws+ NeULH = CH信道互易性信道互易性信道互易性是TDD系統(tǒng)的一大特色1、功率控制要求降低?？梢杂帽容^簡單和占用資源較少的開環(huán)功率控制，同時功率控制周期也可以增大。2、利用傳輸預處理技術(shù)降低移動終端的處理復雜性。3、利于采用智能天線、發(fā)送分集等新技術(shù)改進系統(tǒng)性能，同時可以采用簡單的開環(huán)方式。FDD系統(tǒng)必須要用復雜的閉環(huán)方案，同時性能也不如TDD中的開環(huán)方式好。研究拓展智能天線的陣列處理一般假設不存在互耦效應作為前提。而在實際情況下互耦效應給陣列處理帶來的影響又是不可忽視的。我國自