[发明专利]用于移动通信码分多址系统的多天线闭环功率控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于移动通信码分多址系统的多天线功率控制方法，是一种基于多天线技术中的空间分层技术的闭环功率控制技术。

背景技术

当代移动通信系统的发展趋势是为移动用户提供高速的数据传输使用户可以享受更为丰富的多媒体业务，不论其处于静止、慢速或是高速运动的状态中。目前，第三代移动通信(3G或B3G)已能提供高速的数据传输服务，而宽带无线接入作为一种向商业和个人用户提供高速互联网接入的手段也正在得到快速的发展。这些商业应用无疑更加剧了对无线频谱资源的需求。因此，如何设计一个能有效提高现有移动通信系统的频谱利用效率，即系统容量的技术，就成为当今无线通信领域内最受关注的问题之一。

近几年一些研究者提出了一种在无线通信系统中使用多个发射及接收天线的技术，称为多天线(Multiple-input Multiple-output，MIMO)技术，并证实了这种技术能显著提高系统频谱利用率(可以达到一个数量级或以上的增长)。由此一些新技术被陆续的提出，来进一步挖掘系统潜在的容量。由于多天线技术所具有的提高系统性能及容量等方面的优势，它已经被纳入多种无线通信标准中，如第三代移动通信标准3GPP、第三代移动通信长期演进标准(3GPP-LTE)、无线局域网(WLAN)、以及无线城域网(WiMAX)等。除此之外，在无线路由器产品的开发中，融合了MIMO技术的新一代无线路由器使得无线局域网的速度跨越了100Mbps的界限，从而真正达到并超越了早已成为主流的百兆有线以太网的速度。目前，日本的NTT DoCoMo等公司利用MIMO技术与正交频分多址(OFDM)技术的结合，已经研发出可以达到Gbps传输速率的室内低速通信系统。这一切都说明了MIMO技术已成为提高现有移动通信系统的频谱利用效率及系统容量的一项关键技术。

由于MIMO技术所能带给系统性能及系统容量方面的增益往往被传输环境等多种因素制约，因此，自MIMO技术被提出以来，已有不少研究人员相继提出一些MIMO信号处理技术来提高移动通信系统的性能及容量，如接收端迭代检测技术、信道特征分解技术等等。然而，这些技术大多结构复杂、运算量大，且只是着重于高斯白噪声影响下的单独通信链路上的系统性能提高，却忽视了当今移动通信系统的一个主要特点是同频用户的干扰。由于同频干扰比热噪声在更大程度上限制着移动通信系统的性能及容量，因此，设计一种在同频干扰用户存在的情况下能有效提高移动通信系统性能及容量的MIMO信号处理技术是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于针对上述需求而提供一种应用于移动通信码分多址(CDMA)系统的多天线(MIMO)闭环功率控制方法，在同频干扰用户存在的情况下能有效提高移动通信系统性能及容量。

本发明的构思是：将MIMO传输技术两大类中的一种，即贝尔实验室天线分层技术(BLAST)应用于CDMA系统中，根据最小均方误差准则(MMSE)准则设计功率控制矩阵参数，通过在发射端利用反馈的功率控制参数来达到控制发射信号功率的目的，从而提高CDMA系统的性能及容量。在上述的理论基础下，本发明提出了具体的闭环功率控制结构。

本发明提出的方法打破了过去传统针对BLAST结构的闭环功率控制方法的设计思想，即由MMSE准则根据接收天线的数量针对每一根接收天线逐层设计反馈的功率控制参数，同时在层与层之间还要进行干扰消除(Interference Cancellation)等工作，因此随着接收天线数量的增加，计算复杂度将会很高。相反本发明设计的功率控制方法由两层结构组成，第一层结构只针对信道的列参数进行范数计算，因此计算量很低；第二层结构虽然同传统方法一样由MMSE准则出发，却一次性地针对所有接收天线设计反馈的功率控制参数，即不进行逐层功率控制参数的计算设计，因此结构简单、计算量低，并能有效提高一个CDMA系统的性能及容量。

为了达到上述目的，根据上述构思，本发明采用下述技术方案：

一种用于移动通信码分多址系统的多天线闭环功率控制方法，其特征在于操作步骤为：

a)系统接收机前端信号采集；

b)采集信号分析；

c)接收机功率控制模块两层结构的设计；

d)将设计的功率控制参数反馈至系统发射机，对信号发射功率进行控制。