[发明专利]在无线通信系统中基于DOA进行波束赋形的方法与设备

说明书

技术领域

本发明涉及OFDMA的无线通信，尤其涉及在OFDMA无线通信系统中基于DOA进行波束赋形的方法与设备。 

背景技术

LTE系统的下行采用波束赋形来获取天线阵列增益。目前波束赋形算法主要基于信道衰落矩阵分解，又叫基于特征值的波束赋形(EBB)，以下将对EBB方案予以详细说明。 

考虑一个下行单用户MIMO系统，由一个n_T根天线的基站(BS)和一个n_R根天线的用户设备构成，基站和用户设备之间的频域上的信道衰落矩阵表示为 代表预编码矩阵，其中v是未进行预编码的数据向量的维数，则用户设备的接收信号表示为： 

y＝HWs+z， 

其中z是噪声向量。 

EBB方案是单用户MIMO系统中最优的波束赋形算法。它根据最大SNR准则设计发送端的波束赋形向量。为了最大化接收端的SNR，预编码向量需要满足以下条件

W0=argmaxw{trace[(HW)*(HW)]}]]>

=argmaxw{trace[(H*W*HW)]}]]>

其中(.)^*表示共轭转置。预编码向量可通过奇异值分解(SVD)获得： 

H＝USV^*， 

取v的前v列即构成w，它由 最大的v个特征值对应的特征向量组成。 

然而，在实际系统中，预编码操作不是在每个子载波上进行的，而是基于一个或多个资源块(RB)上进行的。预编码单元的中心子载波的预编码矩阵利用EBB算法来生成，这个预编码矩阵用于该预编码单元的的所有子载波。考虑到在一些RB上信道衰落不是平坦的，当预编码单元不止一个RB时，EBB的性能迅速恶化。 

发明内容

本发明的目的是提供一种在OFDMA无线通信系统中基于DOA进行波束赋形的方法与设备。 

根据本发明的一个方面，提供一种在OFDMA无线通信系统中基于DOA进行波束赋形的方法，其中，该方法包括以下步骤： 

a获取所述无线通信系统中基站与用户设备之间的频域信道衰落矩阵； 

b根据所述频域信道衰落矩阵来估算DOA； 

c根据所估算的DOA来生成波束赋形向量。 

根据本发明的另一个方面，还提供了一种在基于OFDMA的无线通信系统中基于DOA来进行波束赋形的设备，其中，该方法包括以下步骤： 

获取装置，用于获取所述无线通信系统中基站与用户设备之间的频域信道衰落矩阵； 

估算装置，用于根据所述频域信道衰落矩阵来估算DOA； 

生成装置，用于根据所估算的DOA来生成波束赋形向量。 

与现有技术相比，本发明具有以下优点： 

1)相对于现有技术，本发明利用OFDM系统中的频域信道矩阵进行DOA估计，不仅符合标准(例如LTE的标准)，而且方便了系统在不同环境下，不同的预编码技术的切换。 

2)相对于信道衰落信息，DOA信息在频域上随着子载波的变化 相对缓慢，因此本发明的基于DOA的波束成形技术使得在几乎不影响性能的情况下，以多个子载波为一簇进行预编码操作矢量计算成为可能。 

附图说明