[发明专利]一种多天线波束空间信号处理的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域的信号处理技术，特别涉及一种多天线波束空间信号处理的方法及装置。

背景技术

多天线技术在移动通信系统中的应用越来越广泛，主要包括波束赋形、分集和空间复用等几种多天线应用方式。对于相关接收阵列(相邻天线单元之间的距离为载波波长的一半左右)来说，一种处理方法是进行波束赋形接收，将多天线接收信号合并为一路接收信号之后再进行其他处理(例如时域的均衡等)，该应用方式的优势在于通过波束赋形形成的窄波束对干扰信号形成抑制，在移动通信系统特别是干扰受限的CDMA系统中，波束赋形技术可以抑制系统的总体干扰；另一种处理方法是直接对多天线接收信号进行时域处理，这种方法又称为空时域联合处理，空时域联合处理的性能联合考虑了信号的空间特性和时间特性。

但是，由于构成天线阵的天线单元和所覆盖的区域是匹配的，例如对于全向小区，其单元天线的辐射特性是全向的；对于扇区来说，其单元天线的辐射特性基本能覆盖整个扇区；这样对于多天线接收信号来讲，其本身是不具有或者仅具有有限的空间滤波的效果。空时域联合方式的信号处理方法性能一般要好于空间-时间方式的信号处理方法，然而使用空时域联合处理时，其每路输入信号都不具有空间滤波性能，而在做单路信号处理(例如每路信号的信道估计等)时，其性能要受到空间干扰信号的影响；例如对于使用全向辐射单元的阵列来说，其每个单元的接收信号包括期望信号和所有方向的干扰信号。显然，单天线的接收信号要受到这些干扰信号的影响，虽然采取多小区联合处理的方法能够消除这些干扰，但是在单天线全向/扇区接收时干扰信号的数量较大，从而加大了用户信号的处理量。

发明内容

本发明提供一种多天线波束空间信号处理的方法及装置，用以解决现有技术中由于多天线接收信号空间滤波能力有限而导致干扰信号数量以及处理工作量较大的问题。

本发明提供如下技术方案：

一种多天线波束空间信号处理的方法，包括步骤：

对多个天线接收信号进行赋形接收，将所述多个天线接收信号转换成多个波束空间接收信号；

根据所述多个波束空间接收信号进行信道估计；

根据信道估计结果对所述多个波束空间接收信号进行数据检测。

所述方法中，波束的赋形系数预先设置，或者对波束进行优化后确定对应的赋形系数。

其中，在对波束进行优化过程中，当满足下述条件时确定波束对应的赋形系数：

覆盖整个小区范围的所有波束的宽度之和在所述小区范围与所述小区范围和所有波束的重叠宽度之和的区间内；并且，小区内的每个波束覆盖的邻小区的总数量小于本小区的邻小区总数量。

根据对天线单元中所有的天线接收信号与对应波束的赋形系数进行线性加权合并后确定所述多个波束空间接收信号的序列。

所述信道估计包括步骤：

对每个波束所覆盖的小区集合内的小区进行单小区信道估计；

对每个波束所覆盖的小区集合中的小区进行多小区联合信道估计。

根据本波束所覆盖的小区特定的基本训练序列对该波束的接收信号进行单小区信道估计。

所述数据检测在多波束空间实现，或者根据所述信道估计的结果在多天线域实现。

在多波束空间实现数据检测包括直接对多波束空间接收信号进行数据检测和对多波束空间接收信号进行部分数据检测。

在多天线域实现数据检测时，根据多波束空间信道冲激响应估计出多天线信道冲激响应，进一步根据所述多天线信道冲激响应进行数据检测。

所述数据检测采用空时域联合的方式实现。

所述数据检测包括单小区单用户信号检测、单小区多用户信号检测和多小区多用户信号检测。

所述多用户信号检测算法包括匹配滤波线性块均衡、迫零线性块均衡和最小均方误差线性块均衡。

所述方法中，对各波束空间检测得到的同一个用户信号进行合并处理。

一种通信设备包括：

用于获得多个天线接收信号的单元；

用于将所述多个天线接收信号转换成多个波束空间接收信号的单元；

用于根据所述多个波束空间接收信号进行信道估计的单元；

用于根据信道估计结果对所述多个波束空间接收信号进行数据检测的单元。

所述通信设备还包括用于根据多波束空间信道冲激响应估计出多天线信道冲激响应的单元。

较佳的，所述通信设备还包括用于对各波束空间检测得到的同一个用户信号进行合并处理的单元。

较佳的，所述通信设备为基站。

本发明有益效果如下：